离心式灌注泵的制作方法

专利名称：离心式灌注泵的制作方法技术领域：本实用新型涉及一种用于输送含固相颗粒钻井泥浆的特别是与3NB－1300等三缸钻井泵配套使用的离心式灌注泵。目前公知的石油钻机使用的灌注泵，广泛采用涡形室泵和环形室泵。单纯的涡形室泵和环形室泵，由于结构和性能上的原因，在输送泥浆时，不能很好地满足灌注泵在偏额定流量和变工况的特定工作条件下输送含固相颗粒钻井泥浆的特殊需要。这两类灌注泵工作时，有以下不足之处单涡形室泵不适合在小流量下输送钻井泥浆，泵效低，性能不稳定，叶轮径向力大，泵另件承载和摩损大；双涡形室泵泵舌处产生的涡流、回流及冲击损失，仍和单涡形室泵一样，小流量下输送泥浆性能不够稳定，而且结构复杂，加工难度较大，泵体流道易堵塞；环形室泵泵效低，叶轮径向力仍大。此外，它们的填料轴封装置与泵座做成一体，填料和轴套间很易产生严重的“干摩擦”，轴封填料很快失效，更换填料很不方便。针对以上问题，本实用新型的任务是要提供一种结构合理、性能好、适于在变工况和小流量下输送钻井泥浆，适合与3NB－1300等三缸钻井泵相匹配，使钻井泵在额定冲数下稳定工作的离心式灌注泵。本实用新型的任务是这样实现的，由泵体、叶轮、后盖板、泵座、泵轴、轴套、填料函和轴承等组成的离心式灌注泵，其特征之处在于泵体的压水室由环形压水室与涡形压水室组成，做成既有环形压水室又有涡形压水室特点的结构形式；位于压水室内的叶轮具有适宜的长径比、叶轮出口角和宽度；泵座改为具有泵座盖板，彼此以及与填料函都能分开的凹形结构；泵轴的轴套上安装着结构和材质不同的填料及不同组合形式的填料函；泵轴装在改进的轴承支承结构内。本实用新型的任务实现，可进一步用以下附图进行说明。附图1为本实用新型的压水室的结构示意图。附图2为本实用新型的叶轮的俯视图。附图3为本实用新型的泵座和泵座盖板的结构示意图。附图4为本实用新型的有机组合轴封系统的部分结构示意图。附图5为本实用新型的装配结示意图。以下结合本实用新型之实施例。参看附图1，本实用新型的泵体(1)的压水室(22)，由环形压水室与涡形压水室组成，从泵舌(23)起沿顺时针方向在255°以前的流道为环形压水室，以后的流道以涡形压水室的方式扩大，并自然延伸到扩散管(24)。结合附图5，参看附图2，本实用新型的叶轮(2)，位于压水室(22)内，通过盖形螺母装在泵轴(10)的前端，其为半开式的，具有适宜的叶片出口角和宽度，长经比为0.35～0.4，背面有副叶片(3)。采用上述结构的压水室(22)和叶轮(2)，使之共同相互配合，可减小叶轮(2)径向力，提高泵效，保证灌注泵的特性不出现驼峰，减小泵舌(23)对液流的限制和三缸钻井泵吸入压力波动对泵工作的影响，利于含固相颗粒钻井泥浆的输送，叶轮(2)背面上副叶片(3)与后盖板(4)形成动力密封，把轴封内侧压力降低到规定值和平衡大部分轴向力。结合附图5，参看附图3，本实用新型的泵座(6)的前端采用凹形结构。凹端通过螺柱(7)与泵体(1)连接，通过螺钉(8)与泵座盖板(5)连接。由于该泵座(6)前端有能分开的泵座盖板(5)，可使泵座(6)腔内泵轴(10)上另件拆卸更换方便，使泵使用不同形式的轴封装置和将泵排出口安装成任一需要的位置。结合附图5，参看附图4，本实用新型采用有机组合的轴封系统。泵轴(10)上套有轴套(11)，轴套(11)外园表面加工有一定长度的螺纹槽，并安装着填料函(13)。填料函(13)由隔兰(15)及装于隔兰(15)中的浮动活塞(12)、填料(16)(17)、隔环(18)和剖分式压盖(19)等组成。浮动活塞(12)位于前端，其上装有O型密封圈(9)，后面安放着用隔环(18)分开的成组填料(16)(17)，再后面用剖分式压盖(19)适度压紧。填料函(13)通过穿过隔兰(15)的螺柱(14)与泵座盖板(5)连接。拧紧螺柱(14)上的螺母，可使隔兰(15)向泵座盖板(5)方向移动，压紧浮动活塞(12)和填料(16)(17)、隔环(18)。隔环(18)保证填料(16)(17)均匀压紧，按需要变形。浮动活塞(12)可沿轴向移动，自动补偿填料(16)(17)的磨损，于停机时在泵内较高压泥浆作用下压紧填料(16)(17)，起着停车密封的作用；其上装有的O形密封圈(9)可防止泵内泥浆从浮动活塞(12)外表面和泵座盖板(5)内表面的间隙处泄漏；它的内园表面与轴套(11)外园表面上的螺纹槽形成螺旋密封，防止泥浆的固相颗粒进入填料(16)(17)。它们同叶轮(2)背面上的副叶片(3)与后盖板(4)形成的动力密封一起，共同构成有机组合的轴封系统。加之，由于采用结构、尺寸改变的填料函(13)，使泵座盖板(5)与前轴承座之间距离缩短，泵轴(10)悬臂端的刚度增强；采用填料函(13)与泵座盖板(5)分开的结构，改善了填料轴封的工作条件和受力状态，保证填料(16)(17)与轴套(11)间形成良好的液膜润滑。与现有灌注泵相比，密封效果增强，轴封使用寿命可延长2～2.5倍。参看附图5，本实用新型采用由两个反装的单列向心推力球轴承构成的前轴承(20)和由一个向心球轴承构成的后轴承(21)组成的轴承支承结构，以承受轴向力和径向力，保证副叶片(3)和后盖板(4)之间的间隙符合规定要求。结合附图4，参看附图5，本实用新型之实施例，一种用于输送钻井泥浆的离心式灌注泵，就是采用上面所述各组件的结构形式和连结关系装配而成。该泵主要由泵体(1)、叶轮(2)、后盖板(4)、泵座(6)、泵座盖板(5)、泵轴(10)、轴套(11)、填料函(13)、前轴承(20)和后轴承(21)等组成。泵体(1)通过螺柱(7)与泵座(6)相连接。位于泵体(1)内的叶轮(2)通过盖形螺母安装在泵轴(10)上。泵轴(10)套有轴套(11)。轴套(11)外园表面制有一定长度的螺纹槽，并安装着填料函(13)。泵轴(10)被前轴承(20)和后轴承(21)组成的轴承支承结构所支承。泵座盖板(5)通过螺订(8)与泵座(6)相连接。螺柱(14)穿过隔兰(15)将填料函(13)和泵座盖板(5)连接。装于隔兰(15)中的填料(16)(17)和隔环(18)，由剖分式压盖(19)适度压紧。后盖板(4)与叶轮(2)上副叶片(3)之间的间隙，通过前述轴承支承结构保证。当本实施例离心式灌注泵工作时，由于叶轮(2)的旋转产生的离心作用，叶轮(2)的中心部分形成低压，含固相颗粒钻井泥浆被不断吸入泵体(1)并在叶轮(2)的作用下径向地向外流动的同时，获得杨程和动能，经压水室(22)和扩散管(24)流出泵体(1)，将得到的动能大部分转换为压力能，并以一定的压力实现钻井泥浆的灌注。综上可见，采用如附图1、附图2、附图3和附图4所述的压水室(22)、叶轮(2)、泵座(6)、泵座盖板(5)、填料函(13)和改进的轴承支承结构，装着如附图5所示的有机组合的轴封系统的离心式灌注泵，具有结构合理，性能好，泵效高，轴封可靠，使用寿命长，易于拆卸和维护方便等特点，满足在偏离额定流量和变工况的特定条件下输送含固相颗粒钻井泥浆的需要，与3NB－1300等钻井泵相匹配，改善了钻井泵的吸入条件，保证其在额定冲数范围内稳定工作。这种结构的灌注泵也可用作石油矿埸泥浆固控设备的砂泵。权利要求1.一种离心式灌注泵，主要由泵体(1)、叶轮(2)、后盖板(4)、泵轴(10)和轴套(11)等组成，其特征在于泵体(1)的压水室(22)由环形压水室与涡形压水室组成，从泵舌(23)起沿顺时针方向在255°以前的流道为环形压水室，以后的流道以涡形压水室的方式扩大，并自然延伸到扩散管(24)，具有这种压水室(22)结构的泵体(1)通过螺柱(7)与泵座(6)连接，压水室(22)中安置有叶轮(2)，该叶轮(2)长径比为0.35～0.4，背面有副叶片(3)，并装在泵轴(10)上，泵轴(10)则装在改进了的轴承支承结构内，其上套有的轴套(11)外安装着填料函(13)。2.接照权利要求1所规定的离心式灌注泵，其特征在于所述的泵座(6)为凹形结构，凹端通过螺柱(7)与泵体(1)连接，通过螺钉(8)与泵座盖板(5)连接。3.接照权利要求1或2所规定的离心式灌注泵，其特征在于所述的轴承支承结构由两个反装的单列向心推力球轴承构成的前轴承(20)，和由一个向心球轴承构成的后轴承(21)所组成。4.接照权利要求1或2所规定的离心式灌注泵，其特征在于所述的填料函(13)，由隔兰(15)及装于隔兰(15)中的浮动活塞(12)、填料(16)(17)、隔环(18)和剖分式压盖(19)等组成，浮动活塞(12)上装有O形密封圈(9)。5.接照权利要求3所规定的离心式灌注泵，其特征在于所述的填料函(13)，由隔兰(15)及装于隔兰(15)中的浮动活塞(12)、填料(16)(17)、隔环(18)和剖分式压盖(19)等组成，浮动活塞(19)上装有O形密封圈(9)。专利摘要一种用于输送钻井泥浆的离心式灌注泵，主要特点是利用由环形室与涡形室组成的压水室，与适宜叶轮的配合，减少叶轮径向力，提高泵效；采用凹形泵座，便于拆卸和更换泵轴上的零件；利用改进的轴承支承结构改善泵轴的受力状况；轴封系统采用多种密封结构，密封效果增强，轴封使用寿命提高2～2.5倍。该泵可在偏离额定流量和变工况下有效输送泥浆，与3NB-1300等三缸钻井泵配套使用，可使钻井泵在额定冲数范围内稳定工作。文档编号F04D7/00GK2058702SQ89200179公开日1990年6月27日 申请日期1988年12月28日 优先权日1988年12月28日发明者张仲良, 刘登莲, 曾广锡, 张宗全, 张聪炎 申请人:西南石油学院