F1300/1600钻井泵跟随式盘根装置结构设计

F1300/1600钻井泵跟随式盘根装置结构设计

刘恩奎 1 高扬 2

（大庆油田钻探工程公司机械修理厂钻修一分厂 1 大庆 163411）

大庆油田有限责任公司第一采油厂第六作业区维修队2 163000

摘要 目前，F系列钻井泵在油田钻井施工中占据着相当大的比例。在实际使用中，该系列泵介杆盘根发生损坏的情况比较多。本文介绍了一种可以在钻井泵的导板间隙超差后，介杆失去原始位置时盘根可在一定范围内调整，从而仍能继续保持有效的密封装置。

关键词 钻井泵 盘根 跟随式 密封

1 引言

目前，F系列钻井泵因其可靠的质量和优秀的服务在大庆油田的钻井施工中占据着很大的比例，起着不可替代的作用，为油田的钻井施工做出了巨大的贡献。但是在使用的过程也暴露出一些的问题。这些问题主要集中在介杆盘根上。

盘根是钻井泵的机械动力端和液力端的分界点。它的作用是防止动力端的齿轮油流到外界造成污染，也防止外界泥砂进入动力端污染齿轮油，从而破坏钻井泵的润滑。

首先是在钻井泵介杆盘根安装时无法保证与介杆的同轴度，造成盘根油封的偏磨。

钻井泵原装的盘根盒为固定式盘根盒，当十字头与中心介杆做轴向往复运动时，十字头与导板相对运动，产生摩擦，久之使得十字头与导板间隙变大，导致中心拉杆和十字头的部分重量依靠盘根的油封承担，造成盘根油封损坏，从而致使喷淋液侵入动力端，造成齿轮油变质，加剧钻井泵齿轮、轴承等零部件的磨损，降低钻井泵的使用寿命。

图1 钻井泵十字头总成

2 跟随式盘根简介

本文将介绍本一种可以在钻井泵的导板间隙超差后，介杆失去原先位置时盘根可在一定范围内调整，从而仍能继续保持有效的密封装置。该装置旨在更加有效的隔开钻井泵动力端的齿轮油和液力端的冷却水。经过改造后的钻井泵已经在大庆油田部分井队投入使用,效果比较理想。跟随式盘根简图如图2。

图2 跟随式盘根盒装配图

1—十字头；2—导板；3—中心介杆；4—盘根总成；5—骨架油封；6—尼龙密封圈支架；7—孔用卡簧；8—喷淋液密封盖板；9-1阻水皮碗；9-2阻油皮碗；10—喷淋管汇；11—喷淋液密封圈；12—固定螺栓；13—挡环；14—盘根盒边翼；15—盘根支架；16—槽式限位筒；17—孔用压簧；18—承重滚珠

图3工作组件及原理

2.1各部件的结构及功能说明：

1—十字头，钻井泵的主要部件之一，主要功用是钻井泵作为将旋转运动转化为往复运动的曲柄滑块机构中的滑块。

2—导板，钻井泵的主要易损件之一，主要作用是为十字头的往复运动引导方向，其附属的润滑管汇对十字头进行润滑。

3—中心介杆，钻井泵将机械能转化为液体（泥浆）的液力能的核心部件。

4—盘根盒安装骨架密封圈、“O”形圈及尼龙密封圈支架。盘根盒筒端均布6处孔窝，用于安放6颗承重滚珠。

5—骨架油封，防止动力端齿轮油渗出壳体。

6—尼龙密封圈支架，分隔骨架密封圈，安装“O”形圈。

7—孔用卡簧，阻止挡板（13）窜出。

8—喷淋液密封盖板，安装喷淋液骨架密封圈。

9-1阻水皮碗，阻挡大部分喷淋液进入盘根盒内，保护喷淋液密封圈，使之从皮碗环形槽流下，回到喷淋液箱。

9-2阻油皮碗，阻挡齿轮油液进入盘根盒内。

10—喷淋管汇，喷洒冷却液，对往复运动的中心介拉杆进行冷却和润滑。

11—喷淋液密封圈，阻止喷淋液以及泥沙、污物以及冬季的冰碴侵入盘根盒，破坏齿轮油密封圈。

12—固定螺栓，固定各部件。

13—挡环，与槽式限位筒（16）形成径向槽形空间，使盘根盒边翼（14）可以径向运动，同时有一定的轴向间隙。这样可以实现当钻井泵运行过程中，十字头（1）与导板（2）相互运动磨损后，两者间隙变大，中心介拉杆（3）下沉，盘根盒总成（4）随之下沉。这样就避免了因十字头（1）与导板（2）间隙变大后，十字头（1）的部分重量和中心介拉杆（3）的全部重量均由骨架油封（5）承担，进而避免骨架油封（5）被压坏，降低其偏磨的程度。

14—盘根盒边翼，与盘根盒外檐用螺栓连接，在挡环（13）与槽式限位筒（16）形成的槽形空间内可以跟随中心介杆（3）产生有限的轴向、径向运动。

15—盘根支架，将盘根盒（4）及槽式限位筒（16）等其他各附件固定在钻井泵壳体上。

16—槽式限位筒，与挡环（13）形成槽形空间，以供盘根盒（4）及盘根盒边翼（14）有限的轴向运动和径向下沉。槽形空间下方有回油孔或槽，将密封圈（5）刮下的齿轮油回到壳体内。槽式限位筒一端有6处径向孔，用于安装压簧（17）。

17—孔用压簧【6处】，在槽式限位筒（16）周沿的径向孔内装入孔用压簧，压簧支承载承重滚珠（18）上，下端的压簧承受盘根盒及密封圈等附件的重量，使盘根盒重量尽可能少的压在骨架油封（5）上。上端的压簧主要用于吸收、缓冲盘根盒往复运动的径向跳动。

18—承重滚珠，将盘根盒及密封圈的重量传递给压簧（17），将冲盘根盒往复运动的径向跳动传递给压簧（17）。

3 安装时的注意事项

跟随式盘根盒安装较为复杂，主要应该注意以下一些方面：

1、安装骨架油封应涂满3#锂基润滑脂；

2、调整好埋头螺栓，使盘根盒与中心拉杆同轴，使弹簧受力均匀；

3、螺栓紧固后应涂抹螺纹紧固胶，以免出现松动；

4 改造后的使用效果及使用范围

4.1 改造后的使用效果

经过跟随式盘根改造后的钻井泵在大庆钻探钻井一公司某队进行了试验试用，效果比较理想，实现了润滑油和冷却水的有效隔离，很好的保护了钻井泵的动力端的润滑，将钻井泵的大修周期提高了18个月。

4.2 使用范围

系统适用于石油钻井用F系列钻井泵的的盘根密封装置。

参考文献：

[1] 王文斌，林忠钦，李奇，等.机械设计手册.

[2] 宝鸡石油机械有限公司.F-1300/1600钻井泵使用维护手册.

[3] 陈如恒.破除旧观念 创新新钻机.石油矿场机械，2008，37（7）：1-10.