钻井泵的制造工艺及其改进措施分析

钻井泵的主要作用是把钻井液池内的钻井液抽取到井内, 保证钻井液循环, 其钻探机械设备的重要组成部分。由于钻井泵实际作业时不仅要时常处于高功率状态下持续运行, 而且还要保证搬迁的便捷性, 确保相当的强度时, 还应实现小体积, 质量要轻。以上种种要求使得钻井泵的制造过程必须是严格的, 制造中一点点的缺陷都将影响钻井泵的正常运行。

一、钻井泵制造中存在的问题与加工难点

1. 机壳

钻井泵实际作业过程中, 常会发生机壳侧盖漏油问题。在一番实践检测后得出, 机壳前板孔与导板串孔一同进行精加工后, 前板孔尺寸常有变形情况的出现机壳导板座和前板端之间有着较远的距离, 缺乏较大空间的机壳内腔, 对导板座T型槽尺寸进行加工时难度重重, 同时也给直接测量工作带来了极大的困难。

2. 传动轴和齿圈

这里所述的传动轴和齿圈都属于一种窄空刀槽人字形齿轮, 使用普通滚齿机滚齿难以退刀, 通过专业的高效工艺及其设备, 主要在在SYKES型刨齿机上科学合理加工以实现预期的齿型。不过因工艺设备存在一定的局限性, 无法获取较高的生产效率, 对于批量生产这一需求难以做到。

3. 十字头

当十字头导板与十字头配研过程中, 导板和十字头圆弧面常存在接触不良的情况, 要想处理好这一情况, 应有效防止导板出现变形即可。

4. 吸、排缸

在制造吸、排缸过程中, 核心之处在于保证锥孔与所有面上的孔位具有较高的精准度, 液缸装配密封良好与否直接由锥孔和端面孔位决定。

5. 锻造曲轴总成

锻造曲轴的结构属于组装型式, 由偏心在47.625 mm的曲轴及偏心在104.78 mm的偏心轮组成偏心为152.4mm的曲轴, 轴头两端位置处设置了轴套, 最大外圆由轮盘构成, 都是过盈配合。通过键螺栓固定好偏心轮与曲轴, 通过销子固定好两端轴套与曲轴, 通过螺栓保证轮盘与曲轴良好连接。

偏心轮壁存在较大的厚度, 如果实际中偏心距与内孔、外圆不对称, 那么将直接阻碍了装配工作, 同时还会导致总装后精加工偏心轮缺乏足够的余量, 难以达到精度要求。对偏心轮精加工内孔尺寸予以有效控制, 提高偏心距与内孔、外圆间的对称性, 这已经成为了偏心轮加工过程中不可忽视的核心部分。

曲轴总成装配时, 轮盘、偏心轮、轴套和曲轴配合都属于过盈配合, 过盈量大概在0.4mm。要求专配过程中除了有效应对庞大的过盈量外, 还必须时刻观察偏心轮中心线与曲轴偏心圆中心线的对中。

二、钻井泵制造工艺的改进措施

1. 机壳

首先, 在处理机壳侧盖漏油问题过程中, 为了保证密封面精度, 机壳后盖实际配装完成后, 在已经做好加工的机壳轴承座端面与前板端面的基础上, 同时开展后盖半圆板与机壳轴承座端面加工作业, 从而保持其共面。其次, 要想有效防止机壳前板孔尺寸变形现象, 在与导板串孔同时进行精加工过程中, 要求三个前板孔都要留2 mm的余量, 当机壳各加工工序全部结束, 会释放掉该过程相应的应力, 从而对三个前孔板的具体位置加以明确, 同时做好精加工工作, 这样前孔板就会实现精准的尺寸。另外, 要想进行一步降低劳动强度, 同时提高导板座T型槽加工精准度, 应在导板座还没有进行任何的焊接前, 粗加工出T型槽, 将导板串孔与导板座T型槽一同进行精加工, 同时通过专业的样板对槽尺寸予以认真检测, 从而保证对称性。

2. 传动轴和齿圈

为了保证传动轴和齿圈具有较高的加工效率, 首先应通过普通滚齿机粗滚齿保留相应的余量, 其次在SYKES型刨齿机上对齿型做细致的精加工, 这不仅防止了窄空刀槽退刀问题的再发生, 而且还使零件制造更加的精准, 生产效率显著。

3. 十字头

针对上述所述的十字头与导板接触不良的问题, 最好是有效控制十字头导板变形, 确保导板尺寸的精准无误性。在进行粗加工后, 通过热处理对存在的应力予以消除, 切分导板过程中禁止一次性整体切开, 应保留相应的余量最后再敲开, 铣槽和钻孔过程中, 都应通过匹配的工艺装备对导板内圆弧面实施有效的支撑, 这样就能够避免加工过程中变形问题的发生。

4. 吸、排缸

在完成吸、排缸的粗加工后进行热处理, 加工锥孔并做相应的滚压, 这样其就会产生良好的强度与粗糙度, 所有面上的孔位通过专业的工艺设备以使其具有合理的形位公差。

5. 锻造曲轴总成

首先, 要想使偏心轮加工尺寸的精准无误性, 应通过粗车后热处理对其存在的内应力予以消除, 然后通过一些特殊性质的工艺设备进行精加工, 从而确保偏心距和内外圆之间能够统一对称。其次, 在曲轴总成装配过程中, 应先对大法兰盘、三个偏心轮进行一番加热, 当达到相应温度时, 再通过匹配的工艺装备和工艺块在曲轴上安装好所有轮盘, 实际装配时应注意各偏心轮中心刻线要与曲轴的各曲拐中心导向标记线相对应。

结论

综上所述可知, 钻井泵在钻进过程中将泥浆随钻头钻进注入井下, 起着冷却钻头, 清洗钻具、固着井壁、驱动钻进, 并将打钻后岩屑带回地面的作用。对钻井泵制造工艺进行改进和完善, 增强其加工精准度及效率, 保证钻井泵运行的可靠性, 这是当前的重点工作。

摘要：钻井泵是钻井过程中, 循环钻井液的设备, 通过井下动力钻具钻井时, 其主要向井下动力钻具提供能量。钻井泵实际制造时常发生一些缺陷, 不断强化改进其制造工艺, 保证钻井泵制造效率, 这已经成为了当前的首要任务。本文首先指出了钻井泵制造中存在的问题与加工难点, 其次提出了钻井泵制造工艺的改进措施。

关键词：钻井泵,制造工艺,改进措施

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