F—1600泥漿泵改造為F—1600HL高壓泥漿泵的可行性研究

（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)》