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    F—1600泥漿泵改造為F—1600HL高壓泥漿泵的可行性研究

    2015-04-29 00:00:00谷尤勇
    基層建設(shè) 2015年19期

    (重慶鉆井分公司 重慶 400042)

    【摘要】 通過(guò)了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)石油天然氣鉆井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,及開(kāi)拓國(guó)外市場(chǎng)的需求,針對(duì)國(guó)內(nèi)各鉆井公司大量使用的F-1600泥漿泵,從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行論證,提出改造為F-1600HL高壓泥漿泵的方案。

    【關(guān)鍵詞】 石油天然氣;現(xiàn)狀;國(guó)外市場(chǎng);技術(shù)性;經(jīng)濟(jì)性;F-1600HL

    前言

    泥漿泵是石油鉆機(jī)泥漿循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,鉆進(jìn)時(shí)向井內(nèi)泵入高壓力、大比重、高粘切的泥漿液體,以保護(hù)井壁、冷卻鉆頭、帶出鉆屑,也可驅(qū)動(dòng)渦輪和螺桿等動(dòng)力鉆具。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展,在鉆井生產(chǎn)過(guò)程中越來(lái)越多地應(yīng)用到高壓噴射鉆井、近(欠)平衡鉆井、水平井、叢式定向井等新工藝、新技術(shù),對(duì)泥漿泵的工作性能要求也越來(lái)越高。伴隨著鉆井技術(shù)的進(jìn)步,泥漿泵正朝著大功率和大排量、高壓力的方向發(fā)展。

    近年來(lái),國(guó)內(nèi)鉆井市場(chǎng)任務(wù)萎縮,我公司大力在科威特、伊朗等中東國(guó)家開(kāi)拓鉆井市場(chǎng),甲方也提出了使用高壓泥漿泵等設(shè)備的要求。

    近十年前,國(guó)內(nèi)廠家研制出F-1600HL型高壓泥漿泵,該型泥漿泵采用F-1600泥漿泵相同的動(dòng)力端,通過(guò)改變液力端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使輸出泥漿壓力達(dá)到51.9Mpa。通過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐,該型泥漿泵完全能夠滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外鉆井市場(chǎng)的需要。

    一、技術(shù)改造的可行性研究

    F-1600與F-1600HL都是三缸單作用往復(fù)式泥漿泵,屬同一系列;F-1600HL比F-1600泥漿泵的額定工作壓力更高,可選缸套直徑范圍更大,用途更廣,功能更強(qiáng)。

    1、F-1600、F-1600HL泥漿泵技術(shù)規(guī)范對(duì)比

    序號(hào)項(xiàng)目F-1600F-1600HL

    1型式臥式三缸單作用泥漿泵臥式三缸單作用活塞泵

    2額定輸入功率(千瓦/馬力)1193/16001193/1600

    3最大缸套直徑x沖程(mm)180x304.8190x304.8

    4額定沖數(shù)(沖/分)120120

    5齒輪減速比4.206:14.206:1

    6排出口連接尺寸130法蘭(35Mpa) 130法蘭(70Mpa)

    7小齒輪軸直徑(mm)215.9215.9

    8鍵聯(lián)結(jié)尺寸(mm)50.8x50.850.8x50.8

    9閥腔尺寸API7#API7#

    10主機(jī)重量(kg)2414329535

    2、F-1600、F-1600HL泥漿泵性能參數(shù)比較

    沖數(shù)/分缸套直徑(mm)及對(duì)應(yīng)額定壓力(Mpa)

    190180170160150140130120

    F-1600 22.7625.5128.8432.1734.34

    F-1600HL20.723.025.829.233.238.144.251.9

    額定功率排量L/S(升/秒)

    F-1600F-1600HL

    kw/HPkw/HP

    1201176/16001176/160051.8546.5441.5136.7732.3228.1524.2720.68

    1101078/14671078/146747.5242.6638.0533.7129.6225.8122.2618.97

    100980/1333980/133343.2038.7834.5930.6426.9323.4620.2417.25

    90882/1200882/120038.8834.9031.1327.5824.2421.1118.2115.52

    1 0.43210.38780.34590.30640.26930.23460.20240.1725

    注:F-1600泥漿泵對(duì)應(yīng)缸套直徑Φ140~Φ180;F-1600HL泥漿泵對(duì)應(yīng)缸套直徑Φ120~Φ190,參數(shù)表中Φ120、Φ130、Φ190缸套排量為F-1600HL泥漿泵對(duì)應(yīng)的數(shù)值。

    3、F-1600、F-1600HL泥漿泵對(duì)比分析

    (1)主要技術(shù)規(guī)范基本一樣。

    (2)主要性能參數(shù)

    a、相同沖次的額定功率相同;

    b、相同直徑缸套的每秒排量相同;

    c、相同直徑缸套的額定工作壓力基本相同;

    d、F-1600HL泥漿泵可選擇的缸套直徑范圍更大,可選用Φ190直徑的缸套,獲得更大排量;也可選用Φ140以下直徑的缸套,獲得更高工作壓力,以滿(mǎn)足不同鉆井工況的需要。當(dāng)F-1600HL采用小于Φ140以下直徑的缸套時(shí),額定工作壓力增高,當(dāng)缸套直徑為Φ120時(shí),其額定工作壓力達(dá)到51.9Mpa(7500psi)。

    (3)F-1600HL泥漿泵的額定工作壓力從F-1600泥漿泵的34.5Mpa(5000psi)提高到51.9Mpa(7500psi),因此在液力端的設(shè)計(jì)和制造上做了兩項(xiàng)重要改進(jìn)和提高:

    a、F-1600HL采用了高壓缸套和柱塞結(jié)構(gòu)。

    b、液力端所有重要零部件的承載能力提高了一個(gè)檔次,都按額定工作壓力51.9Mpa(7500psi)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)。

    4、技術(shù)可行性研究結(jié)論

    從以上分析和論述看, F-1600泥漿泵通過(guò)大修恢復(fù)動(dòng)力端性能,再配置高壓液力端,從而改造成為一臺(tái)F-1600HL高壓泥漿泵,這在技術(shù)上可行,而且也不復(fù)雜。

    二、升級(jí)改造技術(shù)方案

    1、動(dòng)力端性能恢復(fù)

    對(duì)使用過(guò)的F-1600泥漿泵外觀檢查,解體后檢測(cè)鑒定泥漿泵各零部件狀況,確定需維修或更換的項(xiàng)目,通過(guò)大修理恢復(fù)其性能。

    (1)機(jī)架及底座總成

    對(duì)關(guān)鍵部位焊縫探傷,檢查主要裝配尺寸、垂直度及平行度,確定改裝高壓泵閥箱的安裝尺寸。

    (2)曲軸總成及小齒輪軸總成

    對(duì)曲軸、連桿探傷,檢查裝配尺寸,檢查軸承安裝部位磨損情況;檢查人字齒輪齒面磨損情況,齒側(cè)間隙、端面跳動(dòng)、徑向跳動(dòng)等數(shù)據(jù)。

    (3)十字頭總成及導(dǎo)板

    檢查十字頭體與導(dǎo)板的磨損情況,測(cè)量上下導(dǎo)板與十字頭體之間的間隙,確定進(jìn)行調(diào)整或更換;檢查十字頭銷(xiāo)與十字頭體的配合情況,對(duì)十字頭與銷(xiāo)之間進(jìn)行研磨,達(dá)到合格狀況。

    (4)潤(rùn)滑與冷卻裝置

    拆檢潤(rùn)滑油泵、冷卻水泵,確定其磨損及密封狀況,檢查清理水路及油路,保障暢通。

    檢查各部軸承磨損情況,測(cè)量軸承游隙,確定軸承是否可用。從使用可靠性角度考慮,建議軸承全部更換。

    2、升級(jí)液力端零部件

    由于F-1600HL泥漿泵的額定工作壓力提高到51.9Mpa,需將原F-1600泥漿泵液力端及五通、排出空氣包、排出管路等全部更新為F-1600HL泥漿泵液力端部件及其相關(guān)零部件。與其相關(guān)的零部件也得相應(yīng)更換。

    (1)液力端高壓系統(tǒng)

    更換高排管、五通、排出空氣包、排出管路、安全閥、抗震壓力表以及相關(guān)連的法蘭,螺栓,密封,支座等。

    (2)液力端低壓系統(tǒng)

    更換吸入管路,吸入空氣包等。

    3、總裝調(diào)試

    整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)程序和要求均按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。

    (1)整機(jī)出廠運(yùn)轉(zhuǎn)性能試驗(yàn)的前期準(zhǔn)備。

    (2)空載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。

    (3)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。

    經(jīng)總裝調(diào)試后達(dá)到出廠要求。

    三、升級(jí)改造的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估

    根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研了解舊泵大修理及新泵購(gòu)置的費(fèi)用情況看,一臺(tái)在用F-1600泥漿泵通過(guò)動(dòng)力端大修、升級(jí)液力端等手段改造為F-1600HL泥漿泵的費(fèi)用,約為新購(gòu)一臺(tái)F-1600HL泥漿泵費(fèi)用的三分之一。而改造后的泥漿泵在性能上將得到極大的提升,從費(fèi)效果比來(lái)分析是比較合算的。

    四、結(jié)論

    通過(guò)以上論述,F(xiàn)1600泥漿泵改造為F1600HL高壓泥漿泵從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上分析都是可行的。這對(duì)于有大量F1600泥漿泵,而又有高壓泥漿泵需求的鉆井公司,可以作為一種解決需求的思路進(jìn)行考慮。

    參考文獻(xiàn):

    [1]衛(wèi)曉亭主編 《石油礦場(chǎng)水力機(jī)械》石油工業(yè)出版社,1989年

    [2] 寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司《F-1600鉆井泵使用維護(hù)手冊(cè)》、《F-1600HL鉆井泵使用維護(hù)手冊(cè)》

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