專利名稱：離心式灌注泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于輸送含固相顆粒鉆井泥漿的特別是與3NB－1300等三缸鉆井泵配套使用的離心式灌注泵。
目前公知的石油鉆機(jī)使用的灌注泵，廣泛采用渦形室泵和環(huán)形室泵。單純的渦形室泵和環(huán)形室泵，由于結(jié)構(gòu)和性能上的原因，在輸送泥漿時(shí)，不能很好地滿足灌注泵在偏額定流量和變工況的特定工作條件下輸送含固相顆粒鉆井泥漿的特殊需要。這兩類灌注泵工作時(shí)，有以下不足之處單渦形室泵不適合在小流量下輸送鉆井泥漿，泵效低，性能不穩(wěn)定，葉輪徑向力大，泵另件承載和摩損大；雙渦形室泵泵舌處產(chǎn)生的渦流、回流及沖擊損失，仍和單渦形室泵一樣，小流量下輸送泥漿性能不夠穩(wěn)定，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度較大，泵體流道易堵塞；環(huán)形室泵泵效低，葉輪徑向力仍大。此外，它們的填料軸封裝置與泵座做成一體，填料和軸套間很易產(chǎn)生嚴(yán)重的“干摩擦”，軸封填料很快失效，更換填料很不方便。
針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型的任務(wù)是要提供一種結(jié)構(gòu)合理、性能好、適于在變工況和小流量下輸送鉆井泥漿，適合與3NB－1300等三缸鉆井泵相匹配，使鉆井泵在額定沖數(shù)下穩(wěn)定工作的離心式灌注泵。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，由泵體、葉輪、后蓋板、泵座、泵軸、軸套、填料函和軸承等組成的離心式灌注泵，其特征之處在于泵體的壓水室由環(huán)形壓水室與渦形壓水室組成，做成既有環(huán)形壓水室又有渦形壓水室特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式；位于壓水室內(nèi)的葉輪具有適宜的長徑比、葉輪出口角和寬度；泵座改為具有泵座蓋板，彼此以及與填料函都能分開的凹形結(jié)構(gòu)；泵軸的軸套上安裝著結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不同的填料及不同組合形式的填料函；泵軸裝在改進(jìn)的軸承支承結(jié)構(gòu)內(nèi)。
本實(shí)用新型的任務(wù)實(shí)現(xiàn)，可進(jìn)一步用以下附圖進(jìn)行說明。
附圖1為本實(shí)用新型的壓水室的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本實(shí)用新型的葉輪的俯視圖。
附圖3為本實(shí)用新型的泵座和泵座蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4為本實(shí)用新型的有機(jī)組合軸封系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5為本實(shí)用新型的裝配結(jié)示意圖。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型之實(shí)施例。
參看附圖1，本實(shí)用新型的泵體(1)的壓水室(22)，由環(huán)形壓水室與渦形壓水室組成，從泵舌(23)起沿順時(shí)針方向在255°以前的流道為環(huán)形壓水室，以后的流道以渦形壓水室的方式擴(kuò)大，并自然延伸到擴(kuò)散管(24)。結(jié)合附圖5，參看附圖2，本實(shí)用新型的葉輪(2)，位于壓水室(22)內(nèi)，通過蓋形螺母裝在泵軸(10)的前端，其為半開式的，具有適宜的葉片出口角和寬度，長經(jīng)比為0.35～0.4，背面有副葉片(3)。采用上述結(jié)構(gòu)的壓水室(22)和葉輪(2)，使之共同相互配合，可減小葉輪(2)徑向力，提高泵效，保證灌注泵的特性不出現(xiàn)駝峰，減小泵舌(23)對(duì)液流的限制和三缸鉆井泵吸入壓力波動(dòng)對(duì)泵工作的影響，利于含固相顆粒鉆井泥漿的輸送，葉輪(2)背面上副葉片(3)與后蓋板(4)形成動(dòng)力密封，把軸封內(nèi)側(cè)壓力降低到規(guī)定值和平衡大部分軸向力。
結(jié)合附圖5，參看附圖3，本實(shí)用新型的泵座(6)的前端采用凹形結(jié)構(gòu)。凹端通過螺柱(7)與泵體(1)連接，通過螺釘(8)與泵座蓋板(5)連接。由于該泵座(6)前端有能分開的泵座蓋板(5)，可使泵座(6)腔內(nèi)泵軸(10)上另件拆卸更換方便，使泵使用不同形式的軸封裝置和將泵排出口安裝成任一需要的位置。
結(jié)合附圖5，參看附圖4，本實(shí)用新型采用有機(jī)組合的軸封系統(tǒng)。泵軸(10)上套有軸套(11)，軸套(11)外園表面加工有一定長度的螺紋槽，并安裝著填料函(13)。填料函(13)由隔蘭(15)及裝于隔蘭(15)中的浮動(dòng)活塞(12)、填料(16)(17)、隔環(huán)(18)和剖分式壓蓋(19)等組成。浮動(dòng)活塞(12)位于前端，其上裝有O型密封圈(9)，后面安放著用隔環(huán)(18)分開的成組填料(16)(17)，再后面用剖分式壓蓋(19)適度壓緊。填料函(13)通過穿過隔蘭(15)的螺柱(14)與泵座蓋板(5)連接。擰緊螺柱(14)上的螺母，可使隔蘭(15)向泵座蓋板(5)方向移動(dòng)，壓緊浮動(dòng)活塞(12)和填料(16)(17)、隔環(huán)(18)。隔環(huán)(18)保證填料(16)(17)均勻壓緊，按需要變形。浮動(dòng)活塞(12)可沿軸向移動(dòng)，自動(dòng)補(bǔ)償填料(16)(17)的磨損，于停機(jī)時(shí)在泵內(nèi)較高壓泥漿作用下壓緊填料(16)(17)，起著停車密封的作用；其上裝有的O形密封圈(9)可防止泵內(nèi)泥漿從浮動(dòng)活塞(12)外表面和泵座蓋板(5)內(nèi)表面的間隙處泄漏；它的內(nèi)園表面與軸套(11)外園表面上的螺紋槽形成螺旋密封，防止泥漿的固相顆粒進(jìn)入填料(16)(17)。它們同葉輪(2)背面上的副葉片(3)與后蓋板(4)形成的動(dòng)力密封一起，共同構(gòu)成有機(jī)組合的軸封系統(tǒng)。加之，由于采用結(jié)構(gòu)、尺寸改變的填料函(13)，使泵座蓋板(5)與前軸承座之間距離縮短，泵軸(10)懸臂端的剛度增強(qiáng)；采用填料函(13)與泵座蓋板(5)分開的結(jié)構(gòu)，改善了填料軸封的工作條件和受力狀態(tài)，保證填料(16)(17)與軸套(11)間形成良好的液膜潤滑。與現(xiàn)有灌注泵相比，密封效果增強(qiáng)，軸封使用壽命可延長2～2.5倍。
參看附圖5，本實(shí)用新型采用由兩個(gè)反裝的單列向心推力球軸承構(gòu)成的前軸承(20)和由一個(gè)向心球軸承構(gòu)成的后軸承(21)組成的軸承支承結(jié)構(gòu)，以承受軸向力和徑向力，保證副葉片(3)和后蓋板(4)之間的間隙符合規(guī)定要求。
結(jié)合附圖4，參看附圖5，本實(shí)用新型之實(shí)施例，一種用于輸送鉆井泥漿的離心式灌注泵，就是采用上面所述各組件的結(jié)構(gòu)形式和連結(jié)關(guān)系裝配而成。該泵主要由泵體(1)、葉輪(2)、后蓋板(4)、泵座(6)、泵座蓋板(5)、泵軸(10)、軸套(11)、填料函(13)、前軸承(20)和后軸承(21)等組成。泵體(1)通過螺柱(7)與泵座(6)相連接。位于泵體(1)內(nèi)的葉輪(2)通過蓋形螺母安裝在泵軸(10)上。泵軸(10)套有軸套(11)。軸套(11)外園表面制有一定長度的螺紋槽，并安裝著填料函(13)。泵軸(10)被前軸承(20)和后軸承(21)組成的軸承支承結(jié)構(gòu)所支承。泵座蓋板(5)通過螺訂(8)與泵座(6)相連接。螺柱(14)穿過隔蘭(15)將填料函(13)和泵座蓋板(5)連接。裝于隔蘭(15)中的填料(16)(17)和隔環(huán)(18)，由剖分式壓蓋(19)適度壓緊。后蓋板(4)與葉輪(2)上副葉片(3)之間的間隙，通過前述軸承支承結(jié)構(gòu)保證。當(dāng)本實(shí)施例離心式灌注泵工作時(shí)，由于葉輪(2)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心作用，葉輪(2)的中心部分形成低壓，含固相顆粒鉆井泥漿被不斷吸入泵體(1)并在葉輪(2)的作用下徑向地向外流動(dòng)的同時(shí)，獲得楊程和動(dòng)能，經(jīng)壓水室(22)和擴(kuò)散管(24)流出泵體(1)，將得到的動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)換為壓力能，并以一定的壓力實(shí)現(xiàn)鉆井泥漿的灌注。
綜上可見，采用如附圖1、附圖2、附圖3和附圖4所述的壓水室(22)、葉輪(2)、泵座(6)、泵座蓋板(5)、填料函(13)和改進(jìn)的軸承支承結(jié)構(gòu)，裝著如附圖5所示的有機(jī)組合的軸封系統(tǒng)的離心式灌注泵，具有結(jié)構(gòu)合理，性能好，泵效高，軸封可靠，使用壽命長，易于拆卸和維護(hù)方便等特點(diǎn)，滿足在偏離額定流量和變工況的特定條件下輸送含固相顆粒鉆井泥漿的需要，與3NB－1300等鉆井泵相匹配，改善了鉆井泵的吸入條件，保證其在額定沖數(shù)范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。這種結(jié)構(gòu)的灌注泵也可用作石油礦埸泥漿固控設(shè)備的砂泵。
權(quán)利要求1.一種離心式灌注泵，主要由泵體(1)、葉輪(2)、后蓋板(4)、泵軸(10)和軸套(11)等組成，其特征在于泵體(1)的壓水室(22)由環(huán)形壓水室與渦形壓水室組成，從泵舌(23)起沿順時(shí)針方向在255°以前的流道為環(huán)形壓水室，以后的流道以渦形壓水室的方式擴(kuò)大，并自然延伸到擴(kuò)散管(24)，具有這種壓水室(22)結(jié)構(gòu)的泵體(1)通過螺柱(7)與泵座(6)連接，壓水室(22)中安置有葉輪(2)，該葉輪(2)長徑比為0.35～0.4，背面有副葉片(3)，并裝在泵軸(10)上，泵軸(10)則裝在改進(jìn)了的軸承支承結(jié)構(gòu)內(nèi)，其上套有的軸套(11)外安裝著填料函(13)。
2.接照權(quán)利要求1所規(guī)定的離心式灌注泵，其特征在于所述的泵座(6)為凹形結(jié)構(gòu)，凹端通過螺柱(7)與泵體(1)連接，通過螺釘(8)與泵座蓋板(5)連接。
3.接照權(quán)利要求1或2所規(guī)定的離心式灌注泵，其特征在于所述的軸承支承結(jié)構(gòu)由兩個(gè)反裝的單列向心推力球軸承構(gòu)成的前軸承(20)，和由一個(gè)向心球軸承構(gòu)成的后軸承(21)所組成。
4.接照權(quán)利要求1或2所規(guī)定的離心式灌注泵，其特征在于所述的填料函(13)，由隔蘭(15)及裝于隔蘭(15)中的浮動(dòng)活塞(12)、填料(16)(17)、隔環(huán)(18)和剖分式壓蓋(19)等組成，浮動(dòng)活塞(12)上裝有O形密封圈(9)。
5.接照權(quán)利要求3所規(guī)定的離心式灌注泵，其特征在于所述的填料函(13)，由隔蘭(15)及裝于隔蘭(15)中的浮動(dòng)活塞(12)、填料(16)(17)、隔環(huán)(18)和剖分式壓蓋(19)等組成，浮動(dòng)活塞(19)上裝有O形密封圈(9)。
專利摘要一種用于輸送鉆井泥漿的離心式灌注泵，主要特點(diǎn)是利用由環(huán)形室與渦形室組成的壓水室，與適宜葉輪的配合，減少葉輪徑向力，提高泵效；采用凹形泵座，便于拆卸和更換泵軸上的零件；利用改進(jìn)的軸承支承結(jié)構(gòu)改善泵軸的受力狀況；軸封系統(tǒng)采用多種密封結(jié)構(gòu)，密封效果增強(qiáng)，軸封使用壽命提高2～2.5倍。該泵可在偏離額定流量和變工況下有效輸送泥漿，與3NB-1300等三缸鉆井泵配套使用，可使鉆井泵在額定沖數(shù)范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。
文檔編號(hào)F04D7/00GK2058702SQ89200179
公開日1990年6月27日 申請(qǐng)日期1988年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月28日
發(fā)明者張仲良, 劉登蓮, 曾廣錫, 張宗全, 張聰炎 申請(qǐng)人:西南石油學(xué)院