极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备的制作方法

本发明涉及油气田钻井设备领域，尤其涉及一种极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备。

背景技术：

1、随着钻、修井技术的发展，油田对移运方便、作业效率高的车装钻机的逐步采用，钻、修井逐渐向沼泽地区靠拢，以及钻井深度越来越深，传统的活塞式泥浆泵由于体积大、重量重的缺点，无法满足移运需要。

2、目前活塞式泥浆泵一般都是开放式，在极寒地区进行作业时，操作及检修环境都极为恶劣，各种油液也极易凝固或流动性变差，造成设备性能无法完全发挥的情况。同时在极寒情况下电气元件容易发生故障，设备故障率也大大增加。

3、在驱动方式上，活塞式泥浆泵为柴油发动机连接离合器通过皮带或传动轴驱动泥浆泵，泥浆泵排量调节范围仅为柴油发动机转速区间，一般为1000rpm～2100rpm，排量范围非常小。只能通过更换活塞直径或者更换不同型号的泥浆泵来实现其他排量的作业，大大增加现场劳动强度。同时，活塞式泥浆泵控制系统一般较为简单，为手动操作，不具备自动操作功能以及作业数据实时记录、存储、回放及自动生成报表功能，后期作业参数无法追溯，不符合现代油田作业要求。

4、相同功率柱塞泵重量往往只有活塞泵的五分之一，体积也只有活塞泵八分之一，柱塞泵相对于活塞泵无论是重量还是体积优势都非常明显。

技术实现思路

1、为解决以上问题，本发明提供一种极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，可满足极寒环境和移运要求，通过自动变速箱挡位控制实现更大范围的排量调节，以适应多种工况，降低现场劳动强度。

2、本发明采用的技术方案是：一种极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：包括保温集装箱、动力系统、柱塞式高压排出泵、液压系统和增压离心泵，所述动力系统、柱塞式高压排出泵、液压系统和增压离心泵均设置在保温集装箱内，所述动力系统通过传动轴与柱塞式高压排出泵相连，驱动柱塞式高压排出泵转动；所述液压系统驱动增压离心泵运动，增压离心泵通过低压吸入管汇与柱塞式高压排出泵进液口连接，柱塞式高压排出泵排液口与高压排出管汇连接。

3、作为优选，所述保温集装箱的箱体、箱门和顶棚均装有保温层，顶棚为斜顶或圆弧顶。

4、作为优选，所述动力系统包括柴油发动机和自动变速箱，所述柴油发动机采用电启动方式并与自动变速箱连接，所述自动变速箱通过传动轴与柱塞式高压排出泵连接，所述动力系统驱动柱塞式高压排出泵和液压系统运动。

5、作为优选，所述液压系统包括变量油泵，所述变量油泵为增压离心泵提供动力，所述柱塞式高压排出泵不具备自吸能力，通过所述增压离心泵将液体增压至0.3mpa以上进行灌注，以柱塞式高压排出泵出现吸空。

6、作为优选，所述柱塞式高压排出泵上设有安全保护装置，所述安全保护装置采用机械式安全压力阀或电子式压力传感器，对压力进行监测。

7、作为优选，所述保温集装箱内设有用于加热保温集装箱内部空气的空气加热系统。

8、作为优选，所述保温集装箱内设有油液加热系统。

9、作为优选，所述保温集装箱内设有气路系统。

10、作为优选，还包括智能控制系统，所述智能控制系统对设备进行控制和监控。

11、作为优选，所述智能控制系统包括plc控制器和操作屏，所述操作屏通过工业以太网与plc控制器连接，plc控制器与设备内的电磁阀和传感器连接。

12、本发明取得的有益效果是：本发明的设备能够实现极寒环境下循环泥浆作业的自动操作，作业之前在智能控制系统控制中设置好作业排量和压力，智能控制系统通过控制发动机转速和传动箱挡位，精确控制钻井泥浆的排量和压力，高质量完成循环泥浆作业，人员在整个作业过程中只需要起到监控作用，大大降低劳动强度；同时通过智能控制系统对作业过程进行实时记录、存储、回放及自动生成报表，方便后期追溯。本发明具有以下优点：

13、1、设备体积小、重量轻，方便移运；

14、2、部件安装在保温集装箱内部，在极寒环境下进行循环泥浆作业，设备稳定性更高、操作人员舒适性更高；

15、3、配备智能控制系统，作业之前在智能控制系统控制中设置好作业排量和压力，智能控制系统通过控制发动机转速和传动箱挡位，精确控制钻井泥浆的排量和压力，高质量完成循环泥浆作业，人员在整个作业过程中只需要起到监控作用，大大降低劳动强度；

16、4、通过智能控制系统对作业过程进行实时记录、存储、回放及自动生成报表，方便后期追溯。

技术特征：

1.一种极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：包括保温集装箱、动力系统、柱塞式高压排出泵、液压系统和增压离心泵，所述动力系统、柱塞式高压排出泵、液压系统和增压离心泵均设置在保温集装箱内，所述动力系统通过传动轴与柱塞式高压排出泵相连，驱动柱塞式高压排出泵转动；所述液压系统驱动增压离心泵运动，增压离心泵通过低压吸入管汇与柱塞式高压排出泵进液口连接，柱塞式高压排出泵排液口与高压排出管汇连接。

2.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述保温集装箱的箱体、箱门和顶棚均装有保温层，顶棚为斜顶或圆弧顶。

3.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述动力系统包括柴油发动机和自动变速箱，所述柴油发动机采用电启动方式并与自动变速箱连接，所述自动变速箱通过传动轴与柱塞式高压排出泵连接，所述动力系统驱动柱塞式高压排出泵和液压系统运动。

4.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述液压系统包括变量油泵，所述变量油泵为增压离心泵提供动力，所述柱塞式高压排出泵不具备自吸能力，通过所述增压离心泵将液体增压至0.3mpa以上进行灌注，以柱塞式高压排出泵出现吸空。

5.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述柱塞式高压排出泵上设有安全保护装置，所述安全保护装置采用机械式安全压力阀或电子式压力传感器，对压力进行监测。

6.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述保温集装箱内设有用于加热保温集装箱内部空气的空气加热系统。

7.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述保温集装箱内设有油液加热系统。

8.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述保温集装箱内设有气路系统。

9.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：还包括智能控制系统，所述智能控制系统对设备进行控制和监控。

10.根据权利要求1所述的极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，其特征在于：所述智能控制系统包括plc控制器和操作屏，所述操作屏通过工业以太网与plc控制器连接，plc控制器与设备内的电磁阀和传感器连接。

技术总结本发明涉及一种极寒工况自动柱塞式泥浆泵设备，该设备，包括保温集装箱、动力系统、柱塞式高压排出泵、液压系统和增压离心泵，动力系统通过传动轴与柱塞式高压排出泵相连，驱动柱塞式高压排出泵转动；液压系统驱动增压离心泵运动，增压离心泵通过低压吸入管汇与柱塞式高压排出泵进液口连接，柱塞式高压排出泵排液口与高压排出管汇连接。本发明的设备能够实现极寒环境下循环泥浆作业的自动操作，作业之前在智能控制系统控制中设置好作业排量和压力，智能控制系统通过控制发动机转速和传动箱挡位，精确控制钻井泥浆的排量和压力，高质量完成循环泥浆作业，人员在整个作业过程中只需要起到监控作用，大大降低劳动强度。技术研发人员：李振锋,徐成,郝丽军,张文峰,吴凯,徐哲,李学玉,周昊,黄小磊,周陈雷,涂振坤,李文盼受保护的技术使用者：四机赛瓦石油钻采设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26