CN105156292A - 曲柄滑块机构多缸泥浆泵 - Google Patents

Abstract

一种曲柄滑块机构多缸泥浆泵，包括活塞缸、主机架及主机架中央设置的曲轴，活塞缸有多个并对称设置在主机架的两侧；介杆的一端和活塞缸的活塞杆卡箍连接，另一端安装在滑槽两外侧壁上；该滑槽两内侧壁上分别安装耐磨滑板，该耐磨滑板的滑动面和曲柄滑块的滑动面贴合滑配，而曲柄滑块配装在曲柄轴承上；下导向滑块安装在曲轴下方的主机架的底部，而下导向滑块上端面和滑槽底面贴合滑配。本发明利用曲柄滑块机构将传统只能完成3次的吸入和排出提高到当曲轴旋转一圈的过程中完成多次如6次的吸入和排出，使吸入排出效率大大提高，而且节省了泥浆泵的占地面积，这在海洋平台上具有比较重要的意义。

Description

曲柄滑块机构多缸泥浆泵

技术领域

本发明涉及钻井泥浆泵技术领域，具体的说是一种与传统的三缸

往复式曲柄连杆机构的泥浆泵不同的曲柄滑块机构多缸泥浆泵。

背景技术

泥浆泵在钻井时用于循环泥浆和注入固井水泥，主要起排送洗井液，冲洗井底和冷却钻头，防止井壁坍塌，并把岩屑携带到地面的作用。泥浆泵通常的结构为三缸单作用往复式结构，这种结构为整台泵的左侧为动力端部分，右侧为液力端部分。动力端部分是由传动轴总成，曲轴总成等构成，曲轴为动力传输的关键构件，曲轴的结构是由安装在其上3个相差120度的偏心轮和大齿圈法兰盘构成的，当曲轴旋转一圈的过程中，每一个偏心轮带动连杆和十字头机构，再将动力输送到活塞，从而完成一次泥浆的吸入和排出过程，那么三个偏心轮在曲轴旋转一圈的过程中也就只能完成3次的吸入和排出（具体原理图如附图1a、1b所示）。这种传统的泥浆泵由于受其传动机构的限制，一直存在着泥浆泵吸入和排出的效率低，占地面积较大、十字头和导板结构复杂等的缺陷。

发明内容

本发明提供一种曲柄滑块机构多缸泥浆泵，以解决传统三缸往复式曲柄连杆机构由于其传动结构的限制而造成的吸入和排出的效率低、占地面积较大、十字头和导板结构复杂等的问题。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种曲柄滑块机构多缸泥浆泵，包括活塞缸、主机架及主机架中央设置的曲轴，活塞缸有多个并对称设置在主机架的两侧；介杆的一端和活塞缸的活塞杆卡箍连接，另一端安装在滑槽两外侧壁上；该滑槽两内侧壁上分别安装耐磨滑板，该耐磨滑板的滑动面和曲柄滑块的滑动面贴合滑配，而曲柄滑块配装在曲柄轴承上；下导向滑块安装在曲轴下方的主机架的底部，而下导向滑块上端面和滑槽底面贴合滑配。

所述活塞缸为六个，对称均布在主机架的两侧，形成曲柄滑块机构六缸泥浆泵。

本发明从传动机构上进行创新，利用曲柄滑块机构将传统只能完成3次的吸入和排出提高到当曲轴旋转一圈的过程中完成6次的吸入和排出，使吸入排出效率大大提高，而且节省了泥浆泵的占地面积，这在海洋平台上具有比较重要的意义。

附图说明

图1a是传统泥浆泵传动结构原理示意图；

图1b是传统泥浆泵传动结构原理平面示意图；

图2a是本发明原理示意图；

图2b是本发明原理平面示意图；

图3是本发明的结构示意简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图3所示，以六缸泥浆泵为例进行说明。一种曲柄滑块机构六缸泥浆泵，是采用曲柄滑块机构的多缸往复泵，用以替代传统的三缸往复曲柄连杆机构的泥浆泵：它由主机架1、介杆2、滑槽3、耐磨滑板4、下导向滑块5、曲柄滑块6、滑槽盖7、活塞缸等构成。其连接为：活塞缸有六个并对称设置在主机架1的两侧；介杆2的一端和活塞缸的活塞杆卡箍连接，另一端安装在滑槽3两外侧壁上；该滑槽3两内侧壁上分别安装耐磨滑板4，该耐磨滑板4的滑动面和曲柄滑块6的滑动面贴合滑配，而曲柄滑块6配装在曲柄轴承上；下导向滑块5安装在曲轴下方的主机架1的底部，而下导向滑块5上端面和滑槽3底面贴合滑配；

所述滑槽3上端螺栓安装滑槽盖7，形成封闭的滑槽结构。

相比较于传统的三缸往复曲柄连杆机构，本发明所做的改进如下：

a：重新设计主机架1，整个主机架采用钢板焊接结构，焊接后消除应力，将其原有传统的单侧液力端连接设计成双侧对称结构的液力端，连接液力端的部位与原液力端部位尺寸相同。机架中间焊接安装传动轴轴承和曲轴轴承的支座。另外，因本发明不需要十字头及导板部分，所以设计时将原传统机架内部的安装十字头导板部分去除，这样既节省材料，又缩短空间，使其结构更加紧凑。

b：泥浆泵的介杆在原来的基础上进行加长设计，设计完后进行力学计算，使其一端连接活塞杆卡箍，另一端与U形滑槽3的外侧面利用螺栓连接。

c：U形滑槽3的设计在本发明中至关重要，因其是一个关键的承载零件，所以对初选的结构首先进行动力学的计算和有限元分析，如果结构无法满足对其力学性能的要求，那么可以适当调整结构的尺寸，最终保证具有足够的安全系数。另外，对其底部与下导向滑块5配合部分进行合理的设计，使其具有良好的导向性和滑动性。

d：在U形滑槽3的内侧面可拆卸安装耐磨滑板4，这样可将磨滑板4作为易损件，便于更换。对于耐磨滑板4的设计仅考虑其耐磨性能和抗挤压强度，它和U形滑槽的连接是用螺栓固定到其内侧面上，其滑动面与曲柄滑块6的滑动面贴合进行上下滑动。

e：下导向滑块5的设计重点考虑其耐磨性能。其被螺栓固定在主机架1底部。其滑动面与滑槽3的下底面贴合进行左右的导向与滑动。

f：曲柄滑块6是用夹板螺栓固定到轴承外圈上面，设计重点考虑其耐磨性能和抗挤压性能，设计过程中对其进行动力学计算和有限元分析。

g：曲柄滑块6设计时重点考虑其耐磨性能和抗挤压性能，设计过程中对其进行动力学计算和有限元分析。该曲柄滑块6为凹型块，左右各一块用夹板螺栓固定到曲柄轴承外圈上，其圆弧面贴合在轴承外圈圆柱面上，再利用挡板将其径向固定，其滑动面与耐磨滑板4的滑动面贴合进行上下滑动。

Claims (2)

1.一种曲柄滑块机构多缸泥浆泵，包括活塞缸、主机架及主机架中央设置的曲轴，其特征在于：活塞缸有多个并对称设置在主机架（1）的两侧；介杆（2）的一端和活塞缸的活塞杆卡箍连接，另一端安装在滑槽（3）两外侧壁上；该滑槽（3）两内侧壁上分别安装耐磨滑板（4），该耐磨滑板（4）的滑动面和曲柄滑块（6）的滑动面贴合滑配，而曲柄滑块（6）配装在曲柄轴承上；下导向滑块（5）安装在曲轴下方的主机架（1）的底部，而下导向滑块（5）上端面和滑槽（3）底面贴合滑配。

2.根据权利要求1所述的曲柄滑块机构多缸泥浆泵，其特征在于：所述活塞缸为六个，对称均布在主机架（1）的两侧，形成曲柄滑块机构六缸泥浆泵。