鑽井用五缸泵的製作方法
2023-04-27 03:08:46 1
鑽井用五缸泵的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種五缸泵，所述五缸泵包括機架、設置在機架上的曲軸、電機、與電機相連接的小齒輪軸；小齒輪軸的兩端設有小齒輪；五缸泵的曲軸上設有支撐曲軸的軸承；曲軸的兩端設有兩個斜齒輪，且斜齒輪齒形的旋向相反，斜齒輪和曲軸之間採用脹緊套連接；斜齒輪的端面上設有階梯孔，階梯孔的大孔為脹緊套安裝孔，階梯孔的小孔為曲軸的安裝定位孔，階梯孔的小孔位於斜齒輪的內端面；斜齒輪的外端面設有壓板，壓板通過螺栓與斜齒輪連接，壓板與脹緊套的外端面上的螺栓相抵；斜齒輪的端面上設有腰型孔，螺栓穿過腰型孔將斜齒輪與曲軸連接；曲軸上的斜齒輪和小齒輪相互嚙合傳動。該五缸泵體積小、壽命長、拆卸和裝配方便。
【專利說明】鑽井用五缸慄
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油和天然氣鑽井設備和其設備的安裝方法，尤其涉及一種鑽井用五缸泵。
【背景技術】
[0002]目前，國內外油田使用的鑽井泵幾乎都是三缸鑽井泵。傳統三缸鑽井泵如圖1所示:通常採用人字形齒輪傳動，該傳動結構主要包括小齒輪軸03、小齒輪01、曲軸07和人字形齒輪05 ;小齒輪01設置在小齒輪軸03的中部，小齒輪軸03兩端設有支撐軸承02將小齒輪軸03支撐在機架04上，同時小齒輪軸03還與電機(圖中未畫出)相連接。曲軸07的兩端設有支撐軸承06將其支撐在機架04上。人字形齒輪05布置在曲軸07的中間部位，所述人字形齒輪05與小齒輪軸03上的小齒輪01嚙合，帶動曲軸07旋轉。
[0003]此種傳動結構的鑽井泵存在以下缺陷:
[0004](I)由於人字形齒輪05離曲軸07兩端的支撐軸承06距離遠，所以工作時支撐軸承06受力大，使用壽命短；
[0005](2)由於人字形齒輪05離曲軸07兩端的支撐軸承06距離遠，曲軸07受到的剪切應力、扭矩以及彎矩都較大，長期使用後，曲軸07容易變形造成人字形齒輪05與小齒輪軸03上的小齒輪01嚙合不好；為了增加曲軸07的剛度和強度，人們往往需要增大曲軸07的直徑,這就造成鑽井泵體積大、成本高；
[0006](3 )由於人字形齒輪05布置在曲軸07的中間，人字形齒輪05佔據的空間較大，整個三缸泵的缸間距無法縮小，造成傳統鑽井泵體積大、質量重、成本高；
[0007](4)三缸泵的相位差為120度，脈動大，會給鑽井現場造成較大震動。鑽井泥漿液的壓力波動較大，為了平息這種波動，就需要額外增加氮氣包。
[0008]為了克服上述第(4)點中的缺陷，解決傳統三缸泵脈動大的問題，人們正著力於研製出五缸泵，甚至更多缸數的鑽井泵。然而由於前述(I)、(2)、(3)缺陷的存在造成三缸鑽井泵的體積和質量非常大，在鑽井現場佔用空間較大。在石油鑽井現場，自然環境非常惡劣，可以有效利用的空間非常小，需要特別緊湊的空間布局。現有的鑽井泵結構給石油鑽井現場布局帶來了非常大的麻煩，如果人字形齒輪布置結構還用在五缸泵上，則更加會使鑽井泵的佔用空間較大。同時由於鑽井泵的體積和重量大，也不利於運輸。
[0009]另外，現有技術中的鑽井泵的齒輪和曲軸之間一般採用鍵連接，用以固定齒輪和曲軸之間的徑向定位。此種齒輪與曲軸之間連接方式也存在著以下的缺點:
[0010]1.齒輪和曲軸之間採用鍵連接，齒輪在安裝和拆卸時較困難；
[0011]2.由於是採用兩對齒輪同步驅動曲軸，則要求兩對齒輪副同步嚙合性好，採用鍵連接不便於圓周方向調節齒輪副的間隙，很難實現兩對齒輪同步嚙合:
[0012]3.在齒輪安裝到曲軸上後，為保證齒輪副的同步嚙合，常常需要不斷的修磨連接鍵，以達到裝配要求，對於連接鍵的修磨不僅要求裝配工人技術高超，而且修磨過程也會浪費大量時間。實用新型內容
[0013]為了解決現有技術中的問題，本實用新型的目的是提供一種脈衝小、運行平穩、結構緊湊、體積小、質量輕、使用壽命長，同時裝配或者拆卸都很方便的石油鑽井用五缸泵。
[0014]為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:一種石油鑽井用五缸泵包括機架、設置在機架上的曲軸、固定在機架上的電機、與電機相連接的小齒輪軸；所述小齒輪軸的兩端分別設有小齒輪；所述五缸泵的各個缸之間的曲軸上均設有支撐曲軸的軸承；所述曲軸的兩端設有兩個斜齒輪，且所述兩個斜齒輪齒形的旋向相反，且斜齒輪和曲軸之間採用脹緊套連接；所述斜齒輪的端面上設有階梯孔，階梯孔的大孔為脹緊套安裝孔，階梯孔的小孔為曲軸的安裝定位孔，同時階梯孔的小孔位於斜齒輪的內端面；斜齒輪的外端面還設有壓板，壓板通過螺栓與斜齒輪連接，並且該壓板與脹緊套的外端面上的螺栓相抵；所述斜齒輪的端面上還設有腰型孔，螺栓穿過該腰型孔將斜齒輪與曲軸連接；所述曲軸上的兩個斜齒輪分別和小齒輪軸上的小齒輪相互嚙合傳動。
[0015]採用以上結構，將現有技術中的人字形齒輪用兩個齒形旋向相反的斜齒輪代替。即可以實現將齒輪安裝在曲軸的中部變成將齒輪安裝在曲軸的兩端，五缸泵的各個缸之間不再需要留人字形齒輪的安裝位置，從而大大節約了缸間距，使整個五缸泵的尺寸縮小了很多。所述五缸泵各個缸之間的曲軸上均設有支撐曲軸的軸承，使曲軸的受力更均勻，不易變形，斜齒輪和小齒輪之間的嚙合效果好。同時，也不需要因為現有設計中的曲軸結構容易變形，而去刻意增大曲軸的直徑，避免不必要的增大五缸泵的尺寸。整套五缸泵組結構更緊湊，該五缸泵組相對傳統相同功率的三缸鑽井泵組，體積減少50%，重量減輕50%，而且本實用新型的五缸泵脈衝小、振動小，進而鑽井用的泥漿液的壓力變化小，不再需要配置專門的空氣包。
[0016]另外，本實用新型中的斜齒輪和曲軸之間均採用脹緊套，脹緊套的連接方式定心性能好，裝拆斜齒輪或者調整曲軸與斜齒輪相對位置方便，沒有應力集中，承載能力高，可避免零件因鍵槽等原因而削弱。
[0017]當需要將斜齒輪從曲軸上拆卸下來時，只需將脹緊連接套內的螺栓擰松，則脹緊連接套內環變大、外環縮小，故齒輪可輕鬆從曲軸上卸下。
[0018]當需要調節曲軸兩端的兩對斜齒輪和小齒輪副的同步嚙合時，可以方便地將斜齒輪沿圓周方向旋轉，待兩對齒輪副達到同步嚙合時，再將脹緊套中的螺栓擰緊，使脹緊套脹緊即可。
[0019]優選方案，所述斜齒輪上還設有拆卸斜齒輪用的頂絲孔。設有的拆卸斜齒輪用的頂絲孔，實現了:當需要拆卸斜齒輪時，只需要用頂絲和頂絲孔配合就能輕鬆的拆卸下斜齒輪。
[0020]進一步的優選方案，所述斜齒輪上腰型孔的中心位於斜齒輪軸心與斜齒輪齒寬中心的連線上。當然也可以，所述斜齒輪上腰型孔的中心位於斜齒輪軸心與斜齒輪齒槽中心的連線上。採用此兩種位置關係中的任意一種，都可以方便斜齒輪與曲軸之間的裝配，同時也方便了斜齒輪和小齒輪之間的裝配定位。有利於快捷迅速的安裝斜齒輪、小齒輪和曲軸。避免小齒輪和斜齒輪嚙合不對，或者滿足了小齒輪與斜齒輪的嚙合，又造成斜齒輪和曲軸之間裝配不到位，即滿足了小齒輪和斜齒輪的嚙合，卻造成斜齒輪上腰型孔和曲軸上對應安裝斜齒輪的螺紋孔無法對正。
[0021]所述斜齒輪的階梯孔的大孔和小孔的同軸度小於等於Φ0.02毫米，且所述斜齒輪的階梯孔的小孔與斜齒輪的端面的垂直度小於等於Φ0.04毫米。
[0022]所述斜齒輪的階梯孔的小孔與曲軸之間為小間歇配合，其配合精度為:FG7/h6。該尺寸公差可以很好的控制斜齒輪相對曲軸徑向方向的位移。
[0023]另外，本實用新型的再一目的是提供一種鑽井用五缸泵斜齒輪的安裝方法，其安裝步驟如下:
[0024]一、首先將兩個斜齒輪分別安裝在曲軸的兩端，其中在安裝時均以齒寬中心(或者齒槽中心)與齒輪軸心連線上的腰型孔為基準對準對正，用螺栓將斜齒輪鎖在曲軸上，但此時固定斜齒輪的螺栓並不擰緊；
[0025]二、將斜齒輪和與之嚙合的小齒輪工作齒面貼緊，同時在齒輪副的非工作齒面用墊片塞緊，然後擰緊第一步中用來固定斜齒輪的螺栓；先加了墊片在非工作齒面，再擰緊螺栓固定斜齒輪，保證了斜齒輪與小齒輪工作面的安裝精度；
[0026]三、將脹緊套裝入斜齒輪的階梯孔的大孔和曲軸之間，並擰緊脹緊套上的螺栓，使脹緊套脹緊；
[0027]四、將壓板安裝到斜齒輪的端面上，使壓板壓緊脹緊套上的螺栓；該壓板可以防止脹緊套上的螺栓鬆動；
[0028]五、取下斜齒輪和小齒輪非工作齒面處的墊片，即完成五缸泵的斜齒輪安裝。
[0029]上述鑽井泵斜齒輪安裝方法，使斜齒輪的安裝更加方便快捷，而且方便調節兩對齒輪副的同步嚙合，斜齒輪的安裝精度高。
[0030]綜上所述，本實用新型鑽井用五缸泵，不但機械結構簡單、體積小、質量輕，而且曲軸的使用壽命長，拆卸和裝配都方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]以下結合附圖和【具體實施方式】來進一步詳細說明本實用新型:
[0032]圖1為現有技術中的鑽井用三缸泵的結構示意圖；
[0033]圖2為本實用新型鑽井用五缸泵的結構示意圖；
[0034]圖3為圖2中Z部分的局部放大結構示意圖；
[0035]圖4為本實用新型鑽井用五缸泵的斜齒輪的端面結構示意圖；
[0036]圖5為圖4中A-A向的剖視結構示意圖；
[0037]圖6為本實用新型鑽井用五缸泵的斜齒輪與小齒輪非工作面還沒加墊片時的安裝過程結構示意圖；
[0038]圖7為本實用新型鑽井用五缸泵的斜齒輪與小齒輪非工作面加了墊片時的安裝過程結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]如圖2之圖7之一所示，本實用新型一種石油鑽井用五缸泵包括機架8、設置在機架8上的曲軸4、固定在機架8上的電機1、與電機I相連接的小齒輪軸9 ;所述小齒輪軸9的兩端分別設有小齒輪2、5 ;所述五缸泵的各個缸之間的曲軸4上均設有支撐曲軸4的軸承I ;所述曲軸4的兩端設有兩個斜齒輪3、6，且所述兩個斜齒輪3、6齒形的旋向相反，且斜齒輪3、6和曲軸4之間採用脹緊套11連接；所述斜齒輪3、6的端面上設有階梯孔12，階梯孔12的大孔13為脹緊套11安裝孔，階梯孔12的小孔14為曲軸4的安裝定位孔，同時階梯孔12的小孔14位於斜齒輪3、6的內端面；斜齒輪3、6的外端面還設有壓板15，壓板15通過螺栓與斜齒輪3、6連接，並且該壓板15與脹緊套11的外端面上的螺栓相抵；所述斜齒輪3、6的端面上還設有腰型孔16，螺栓穿過該腰型孔16將斜齒輪3、6與曲軸4連接；所述曲軸4上的兩個斜齒輪3、6分別和小齒輪軸9上的小齒輪2、5相互嚙合傳動。
[0040]所述斜齒輪3、6上還設有拆卸斜齒輪3、6用的頂絲孔17。
[0041]所述斜齒輪上腰型孔16的中心位於斜齒輪軸心與斜齒輪齒寬中心的連線上。當然也可以，所述斜齒輪上腰型孔16的中心位於斜齒輪軸心與斜齒輪齒槽中心的連線上。
[0042]所述斜齒輪3、6的階梯孔12的大孔13和小孔14的同軸度小於等於00.02毫米，且所述斜齒輪3、6的階梯孔12的小孔14與斜齒輪3、6的端面的垂直度小於等於O0.04毫米。
[0043]所述斜齒輪3、6的階梯孔12的小孔14與曲軸4之間為小間歇配合，其配合精度為:FG7/h6。該尺寸公差可以很好的控制斜齒輪相對曲軸徑向方向的位移。
[0044]該鑽井用五缸泵斜齒輪3或6的安裝方法如下:在安裝之前，先把小齒輪2和5安裝固定好，然後以小齒輪2和5為安裝基準，
[0045]一、首先將兩個斜齒輪3或6分別安裝在曲軸4的兩端，其中在安裝時均以齒寬中心(或者齒槽中心)與齒輪軸心連線上的腰型孔16為基準對準對正，用螺栓10將斜齒輪3或6鎖在曲軸4上，但此時固定斜齒輪3或6的螺栓10並不擰緊；
[0046]二、將斜齒輪3或6和與之嚙合的小齒輪2或5工作齒面貼緊，同時在齒輪副的非工作齒面用墊片18塞緊，然後擰緊第一步中用來固定斜齒輪的螺栓10 ；
[0047]三、將脹緊套11裝入斜齒輪3或6的階梯孔12的大孔13和曲軸4之間，並擰緊脹緊套4上的螺栓，使脹緊套脹緊；
[0048]四、將壓板15安裝到斜齒輪3或6的端面上，使壓板15壓緊脹緊套11上的螺栓；
[0049]五、取下斜齒輪3或6和小齒輪2或5非工作齒面處的墊片18，即完成五缸泵的斜齒輪3或6的安裝。
【權利要求】
1.一種石油鑽井用五缸泵，包括機架、設置在機架上的曲軸、固定在機架上的電機、與電機相連接的小齒輪軸；其特徵在於:所述小齒輪軸的兩端分別設有小齒輪；所述五缸泵的各個缸之間的曲軸上均設有支撐曲軸的軸承；所述曲軸的兩端設有兩個斜齒輪，且所述兩個斜齒輪齒形的旋向相反，斜齒輪和曲軸之間採用脹緊套連接；所述斜齒輪的端面上設有階梯孔，階梯孔的大孔為脹緊套安裝孔，階梯孔的小孔為曲軸的安裝定位孔，同時階梯孔的小孔位於斜齒輪的內端面；斜齒輪的外端面還設有壓板，壓板通過螺栓與斜齒輪連接，並且該壓板與脹緊套的外端面上的螺栓相抵；所述斜齒輪的端面上還設有腰型孔，螺栓穿過該腰型孔將斜齒輪與曲軸連接；所述曲軸上的兩個斜齒輪分別和小齒輪軸上的小齒輪相互哨合傳動。
2.根據權利要求1所述一種石油鑽井用五缸泵，其特徵在於:所述斜齒輪上還設有拆卸斜齒輪用的頂絲孔。
3.根據權利要求2所述一種石油鑽井用五缸泵，其特徵在於:所述斜齒輪上腰型孔的中心位於斜齒輪軸心與斜齒輪齒寬中心的連線上。
4.根據權利要求2所述一種石油鑽井用五缸泵，其特徵在於:所述斜齒輪上腰型孔的中心位於斜齒輪軸心與斜齒輪齒槽中心的連線上。
5.根據權利要求3所述一種石油鑽井用五缸泵，其特徵在於:所述斜齒輪的階梯孔的大孔和小孔的同軸度小於等於Φ0.02毫米，且所述斜齒輪的階梯孔的小孔與斜齒輪的端面的垂直度小於等於Φ0.04毫米。
6.根據權利要求4所述一種石油鑽井用五缸泵，其特徵在於:所述斜齒輪的階梯孔的大孔和小孔的同軸度小於等於Φ0.02毫米，且所述斜齒輪的階梯孔的小孔與斜齒輪的端面的垂直度小於等於Φ0.04毫米。
7.根據權利要求5所述一種石油鑽井用五缸泵，其特徵在於:所述斜齒輪的階梯孔的小孔與曲軸之間為小間歇配合，其配合精度為FG7/h6。
8.根據權利要求6所述一種石油鑽井用五缸泵，其特徵在於:所述斜齒輪的階梯孔的小孔與曲軸之間為小間歇配合，其配合精度為FG7/h6。
【文檔編號】F04B17/03GK203515987SQ201320653197
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】周恕毅, 黃順俊, 張芳芳, 陳宗強, 唐林, 弋大浪, 程建 申請人:四川宏華石油設備有限公司