礦用泥漿泵的設(shè)計(jì)【5PS型礦用砂泵】,5PS型礦用砂泵,礦用泥漿泵的設(shè)計(jì)【5PS型礦用砂泵】,泥漿泵,設(shè)計(jì),ps,型礦用砂泵 開題報(bào)告 論 文 題 目： 礦用泥漿泵的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè) 、班 級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）：（教授） 2016 年 12 月 26 日填 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題； 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。 四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1.開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2.開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過(guò)； 3.開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4.開題報(bào)告通過(guò)后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5.開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打印）。 一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計(jì)）題目 礦用泥漿泵的設(shè)計(jì)2．研究領(lǐng)域 非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)3．論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 理論意義：礦用泥漿泵是在鉆探過(guò)程中，往所鉆的深孔輸送泥漿或水等沖洗液的 機(jī)械。而礦用泥漿泵是礦用鉆探機(jī)械設(shè)備的重要組成部分。它的主要用途是在鉆進(jìn)過(guò) 程中將泥漿隨鉆頭鉆進(jìn)注入井下，起著冷卻鉆頭，清洗鉆具、固著井壁、驅(qū)動(dòng)鉆進(jìn)， 并將打鉆后巖屑帶回地面的作用。在常用的正循鉆探中，泥漿泵是將地表沖洗介質(zhì)─ 清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下，經(jīng)過(guò)高壓軟管、水龍頭及鉆桿柱中心孔 直送鉆頭的底端，以達(dá)到冷卻鉆頭、將切削下來(lái)的巖屑清除并輸送到地表的目的。常 用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的，由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵的曲軸回轉(zhuǎn)，曲軸通過(guò)十字頭再帶 動(dòng)活塞或柱塞在泵缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在吸入和排出閥的交替作用下，實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán) 沖洗液的目的。 應(yīng)用價(jià)值：礦用泥漿泵是針對(duì)井下污水含泥、砂、煤等雜志而設(shè)計(jì)的高科技產(chǎn)品， 具有揚(yáng)程高、抽排濃度高、過(guò)流顆粒大等特點(diǎn)。廣泛的應(yīng)用于礦山、冶金、電廠等各 個(gè)領(lǐng)域，適用于各種工況惡劣，耐磨性要求高，耐腐蝕性強(qiáng)的工作中。這種泵提供在 提供泵送效率，降低能耗以及改善環(huán)境保護(hù)的比較有發(fā)展前途和最進(jìn)步的方向之一。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 泵是古老的機(jī)械。近代泵，自意大利拉梅利發(fā)明滑片泵至今，泵已發(fā)展到 5000 多個(gè)品種，跨越了 433 年歷史長(zhǎng)河。而泵的機(jī)器制造，即泵產(chǎn)業(yè)，自 1790 年至今也有整整 243 年歷史。歐洲各國(guó)第一流的泵制造廠多建于 19 世紀(jì)中期，如美 Wortington 公司建于 1880 年，Ingersoll-Rand 公司建于 1860 年，Byron-Jackson 公司建于 1872 年，德國(guó) KSB 公司建于 1871 年，英國(guó) Weir 公司建于 1871 年。中國(guó)最早的泵廠出現(xiàn)在 20 世紀(jì)初期。 （1）泵國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，化工、石油化工、電站、礦山和船舶等工業(yè)對(duì)泵的需求日益增長(zhǎng)，促進(jìn) 了泵技術(shù)的發(fā)展。泵的品種規(guī)格繁多，并向大型化、高速化方向發(fā)展。今天，全人類提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，泵產(chǎn)品更加強(qiáng)調(diào)了環(huán)保要求。隨著新技術(shù)要求，作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的泵技術(shù)不斷進(jìn)步。20 世紀(jì)初，首先在英國(guó)開發(fā)了無(wú)泄漏屏蔽泵；20 世紀(jì)中期美國(guó) 開發(fā)了高速分流泵。高溫、高壓泵日益向大型化，高可靠性發(fā)展。特殊材料泵，如陶瓷泵、石墨泵、塑料泵以及鋯、鈦等貴重合金泵也應(yīng)運(yùn)而生。繼而在水力設(shè)計(jì)、誘導(dǎo)輪研究、新材料、新工藝、CAD、CAM 等方面有了更新發(fā)展。 美、德、日等國(guó)家在長(zhǎng)期的泵生產(chǎn)、使用中，建立了一整套完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，以獲得更高的效益。國(guó)外先進(jìn)泵制造業(yè)，還體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、模塊化、便于生產(chǎn)管理、便于用戶維護(hù)。 泵的無(wú)級(jí)調(diào)速，集中控制，各類溫度傳感器，壓力傳感器，模擬可視化，實(shí)時(shí)監(jiān)控等機(jī)電一體化技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。 （2）泵國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)泵工業(yè)起步于 20 世紀(jì)初，由于多年戰(zhàn)爭(zhēng)劫難，基本處于停滯狀態(tài)。新中國(guó) 成立后，早期主要汲取前蘇聯(lián)泵技術(shù)，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的模式下，政府布置，指定牽頭，布點(diǎn)研發(fā)，定點(diǎn)生產(chǎn)，在當(dāng)時(shí)的特定歷史條件下推動(dòng)了泵的大發(fā)展。例如：中國(guó)“一 五”期間，沈陽(yáng)水泵廠已能自主設(shè)計(jì)研制具有相當(dāng)難度的多級(jí)泵、雙吸泵、不銹鋼泵等。接著不少泵行業(yè)廠在農(nóng)業(yè)排灌、電站礦山、石油、化工及軍工配套等方面研制出較高水平的新型泵。中國(guó)泵行業(yè)是在新中國(guó)成立以后發(fā)展起來(lái)的，特別是改革開放以來(lái)，泵行業(yè)得到了快速發(fā)展。除少數(shù)的特殊泵類產(chǎn)品外，現(xiàn)有的產(chǎn)品品種和數(shù)量基本能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的需求。泵行業(yè)主要產(chǎn)品有各類離心泵，混流泵，軸流泵，旋渦泵，回轉(zhuǎn)式容積泵，往復(fù)式容積泵和水環(huán)真空泵等。在這些泵類產(chǎn)品中，按臺(tái)數(shù)計(jì) 算，離心泵約占 70%，回轉(zhuǎn)式容積泵和往復(fù)式容積泵約占 18%。隨著各行業(yè)尤其是流程工業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)的泵行業(yè)也經(jīng)歷了高速的發(fā)展。同時(shí)，水處理行業(yè)，石化行業(yè)，石油天然氣行業(yè)，電力行業(yè)繼續(xù)保持持較高的景氣度。 雖然我國(guó)的泵行業(yè)發(fā)展已有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但還是存在諸多問題，主要是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不完整，低端市場(chǎng)產(chǎn)品供大于求；企業(yè)技術(shù)水平相對(duì)較低，自主研發(fā)自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)。這些問題在一定程度上阻礙了我國(guó)泵行業(yè)市場(chǎng)的健康發(fā)展。隨著越來(lái)越多的跨國(guó)泵生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入中國(guó)，泵業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化日益加深，國(guó)內(nèi)泵行業(yè)企業(yè)在技術(shù)，管理等方面將面臨越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。從美國(guó)和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的泵行業(yè)發(fā)展過(guò)程來(lái)看，中國(guó)的泵業(yè)市場(chǎng)勢(shì)必要經(jīng)歷一場(chǎng)由外資企業(yè)主導(dǎo)的整合。這一輪整合必將淘汰一部分缺乏技術(shù)能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的中小企業(yè)。這無(wú)疑有助于提高中國(guó)泵業(yè)市場(chǎng)的集中度，調(diào)整市場(chǎng)秩序。這也將使中國(guó)的泵業(yè)市場(chǎng)更具生機(jī)，并積極參與到全球泵業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中。 對(duì)于礦用泥漿泵來(lái)說(shuō)，到目前為止，使用泥漿泵鉆井己有一百多年的歷史。早期的泥漿泵的功能僅在于循環(huán)泥漿、冷卻井底、攜帶巖屑和在井壁形成泥餅。在四十年代末，采用了噴射式鉆井，以及后來(lái)的井下動(dòng)力鉆具鉆井，利用高壓泥漿的沖蝕力輔助破碎巖石可以加快鉆井速度，利用泥漿的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)井下渦輪鉆具也可以旋轉(zhuǎn)鉆井，從而擴(kuò)大了礦用泥漿泵的功能和使用范圍。 （3）礦用泥漿泵國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀礦用泥漿泵早期的典型結(jié)構(gòu)是雙缸雙作用泵，這種泵使用時(shí)比較可靠，但是體積 和重量都較大，效率低，壓力波動(dòng)大。隨著鉆井井深的增加和套管層次的增多，對(duì)鉆井泵的排量和泵壓提出了愈來(lái)愈高的要求。這也導(dǎo)致了泵功率的急劇加大，泵的重量和外形尺寸也隨之增加。為減輕泵重，當(dāng)時(shí)在雙缸泵的設(shè)計(jì)上較大的改進(jìn)是以鋼代鐵和減小泵寬。以鋼帶鐵是用鋼板焊接的泵殼代換鑄鐵泵殼，并將一些零件改用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造;減小泵寬是應(yīng)用大直徑的滾動(dòng)軸承作連桿大端支撐，摒棄懸臂曲拐軸設(shè)計(jì)。這樣，兩缸中心距明顯縮小。這些都是 50 年代雙缸泵的主要改進(jìn)之處。當(dāng)然，除此之外在細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)上也有不少改進(jìn)。盡管在 50-60 年代噴射鉆井工藝本身提出了泵壓的要求，但雙缸泵的實(shí)際持續(xù)工作泵壓達(dá)不到所需求的標(biāo)準(zhǔn)。限制泵壓提高的主要因素是活塞橡膠皮碗的壽命。雙缸雙作用泵的活塞是“捂”在缸體里的，冷卻散熱條件極差。盡管沖次不高，但在高壓下由于活塞皮碗與缸套的摩擦，仍將產(chǎn)生 100℃上下的溫度:再加上與缸套間的各種磨損作用，皮碗很快老化破裂，不能保證鉆井作業(yè)的正常進(jìn)行和使用的合理壽命。但這種單向活塞和敞口缸套的結(jié)構(gòu)給吸入帶來(lái)了特殊的問題，即三缸泵的吸入過(guò)程中，只要缸內(nèi)壓力低于當(dāng)?shù)卮髿鈮海諝饩涂赡軓幕钊澈笄秩胍焊锥茐恼Ｎ?。所以，在原則上三缸泵應(yīng)配置灌注泵，這也是國(guó)外通常的做法。三缸單作用泥漿泵的優(yōu)點(diǎn)在于體積小、重量輕、效率高、壓力波動(dòng)小，特別適用于鉆井。三缸單作用泥漿泵經(jīng)過(guò)三十多年的不斷改進(jìn)和完善，在性能上、結(jié)構(gòu)上、可靠性、適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性等方面，已經(jīng)走向成熟，使用效果也很顯著。國(guó)外對(duì)鉆井泵的研究早、技術(shù)精、產(chǎn)品系列齊全，以美國(guó)的技術(shù)最為先進(jìn)，俄羅斯和羅馬尼亞次之。 美國(guó)的鉆井泵大多采用三缸單作用泵，生產(chǎn)廠家主要 Letourneau Ell Williams 公司、IDECO 公司、EMSCO，公司和 NATIONAL-OILWELL 公司等。大多數(shù)美國(guó)三缸單作用鉆井泵的液力端、閥箱采用 L 形；閥箱的吸入閥和排出閥是分體結(jié)構(gòu)；吸入閥采用螺紋壓緊，其殼體與閥箱 螺紋連接；球形吸入空氣包；泵機(jī)座多為焊接結(jié)構(gòu)；曲軸采用直軸與偏心輪一起鑄造的結(jié)構(gòu)；采用調(diào)心球軸承；十字頭滑動(dòng)面經(jīng)表面淬火磨 削；齒輪采用斜齒或無(wú)槽人字齒輪；為了加強(qiáng)易損件的互換，閥腔和活塞桿制定了相應(yīng)的 API 標(biāo)準(zhǔn)；輔助工具齊全。 俄羅斯的礦用三缸鉆井泵起步較晚，發(fā)展較慢，但其三缸泵也已形成系列。俄羅斯三缸泵的液力端，閥箱采用 I 形直通式和 L 形；閥箱的吸入閥和排出閥不是分體結(jié)構(gòu)，而是一體式液力模塊；吸入閥采用液力壓緊裝置。排出閥用冠形螺紋壓蓋壓緊。閥盤以錐面和端面與閥座接觸。活塞與缸套間有獨(dú)特的水封裝置，噴淋冷卻管有鉸鏈裝置。缸套采用離心澆鑄的雙金屬毛坯或雙金屬軋制鋼管制造。動(dòng)力端機(jī)座有鑄件和焊接件，傳動(dòng)采用小螺旋角斜齒輪傳動(dòng)和寬槽人字齒輪。曲軸是由鑄造的偏心輪套在直軸上組成的。 三缸單作用泥漿泵雖然是目前國(guó)外的趨勢(shì)，但是這種泵也有其本身無(wú)法克服的缺點(diǎn)。目前國(guó)外已開始研制一些新型的鉆井泵，如：新型液壓驅(qū)動(dòng)雙作用鉆井泵、新 型液壓驅(qū)動(dòng)三缸鉆井泵、Mud-master 液壓驅(qū)動(dòng)鉆井泵、偏斜曲柄連桿機(jī)構(gòu)鉆井泵、新型 HD 系列三缸鉆井泵、六角 形無(wú)脈動(dòng)鉆井泵等。這幾種新型泵的技術(shù)還不成熟，目前仍沒能得到廣泛應(yīng)用。 （4）礦用泥漿泵國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀在我國(guó)，第一臺(tái)礦用泥漿泵泵是五十年代誕生的，為雙缸泵。在七十年代，由于 鉆井工藝的試驗(yàn)和推廣，引進(jìn)國(guó)外三缸泵及技術(shù)。從此開始了三缸泵的研制工作，它在短短的數(shù)年中取代了雙缸泵，成為提高噴射鉆井水平的關(guān)鍵設(shè)備。 （5）礦用泥漿泵發(fā)展趨勢(shì)礦用泥漿泵發(fā)展趨勢(shì)是提高時(shí)效、 降低成本和采用能夠降低成本的新工藝、 新 技術(shù)和新裝備。運(yùn)用高速高壓噴射鉆井工藝是這一趨向的必然選擇。高速由高可靠性的鉆機(jī)來(lái)保證 ,高壓噴射則由高可靠性的鉆井泵來(lái)保證。鉆井泵要適應(yīng)鉆井工藝技術(shù) ,特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平井等新工藝、 新技術(shù)的要求 ,將進(jìn)一步向大功率、大排量和高泵壓方向推進(jìn) ,其性能水平和使用壽命直接影響鉆井速度和生產(chǎn)成本 ,同時(shí)作為野外重要設(shè)備 ,工作條件十分惡劣 ,工況也異常復(fù)雜 ,對(duì)礦用泥漿泵的可靠性和安全性提出越來(lái)越高的要求。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題 礦用泥漿泵的總體方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的選型、圖紙的繪制以及零件的強(qiáng)度校核。 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） （1）礦用泥漿泵的總體方案設(shè)計(jì)，理解泵的工作原理 （2）進(jìn)行泵體的選型，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析 （3）各部件主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)的計(jì)算 （4）零件圖與總裝配圖的繪制 （5）撰寫詳細(xì)說(shuō)明書 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 （1）礦用泥漿泵主要參數(shù)的確定 （2）礦用泥漿泵的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （3）礦用泥漿泵設(shè)計(jì)總裝配圖、主要部件圖、撰寫詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （4）外文文獻(xiàn)的翻譯 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； （1）依靠所學(xué)的知識(shí)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì) （2）礦用泥漿泵的主要技術(shù)參數(shù)的確定 （3）礦用泥漿泵設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （4）礦用泥漿泵設(shè)計(jì)總裝配圖、主要部件圖 （5）撰寫祥細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （6）翻譯外文資料一篇 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 （1）第 1 周：收集相關(guān)資料（2）第 2 周：閱讀整理所收集資料 （3）第 3 周：撰寫開題報(bào)告初稿交指導(dǎo)老師修改（4）第 4 周：完成開題報(bào)告，并進(jìn)行答辯（5）第 5 周：礦用泥漿泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析（6）第 6 周：礦用泥漿泵總體方案設(shè)計(jì) （7）第 7 周：礦用泥漿泵主要參數(shù)分和選擇，進(jìn)行中期撿查。（8）第 8 周：礦用泥漿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-------繪制裝配圖（9）第 9 周：礦用泥漿泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-------修改完裝配圖（10）第 10 周：繪制礦用泥漿泵零件圖（11）第 11 周：繪制礦用泥漿泵零件圖（12）第 12 周：撰寫礦用泥漿泵設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （13）第 13 周：修改完礦用泥漿泵設(shè)計(jì)說(shuō)明書（14）第 14 周：翻譯外文資料（15）第 15 周：進(jìn)行畢業(yè)答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2013 [2]劉延慶.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015 [3]孫恒.機(jī)械原理[M].高等教育出版社，2013 [4]賈振元,王福吉.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].科學(xué)出版社，2011 [5]嚴(yán)培德.國(guó)內(nèi)外幾種泥漿泵簡(jiǎn)介[J].國(guó)外化工裝備技術(shù)，1982(1):43-52 [6]王嵐.工程機(jī)械用高壓泥漿泵活塞的研制[J].制品，2010(6):48-50 [7]張建明.輕便型泥漿泵的運(yùn)動(dòng)分析極其結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J].革新改造，2008(2):29 [8]王紅閣，楊師斌.泥漿泵活塞的失效分析及改進(jìn)措施[J].煤礦機(jī)械， 2008,29(5):155-157 [9]張利平.液壓泵及液壓馬達(dá)原理、使用與維護(hù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009 [10]焦清朝.國(guó)內(nèi)外輕便泥漿泵的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械， 2004,33(8):28-31 [11]王存洋.劉銀.液壓缸驅(qū)動(dòng)是液壓泥漿泵的研究與氣動(dòng)[J].鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具，2007(2):26-29 [12]泥漿泵設(shè)計(jì)編寫組.泥漿泵設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2013 [13]王雄波.一類礦用泥漿泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].設(shè)計(jì)與計(jì)算，2013(11)：37-40 [13]朱永有，葉永彪.泥漿泵運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析[J].通用機(jī)械，2005(5):65-67 [14]楊桂祥.泥漿泵變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究[J].石油礦床機(jī)械，2003,32(4):87-88 [15]文金龍.六缸泥漿泵技術(shù)研究[J].甘肅科技，2010,26(17):66-68 [16]張文山.國(guó)外泥漿泵技術(shù)發(fā)展動(dòng)向[J].石油機(jī)械，1987,15(15):48-55 [17]E.Cayeux.Safe Mud Pump Management while Conditioning Mud: On the Adverse Effects of Complex Heat Transfer and Barite Sag when Establishing Circulation[J].IFAC Proceedings,2012,45(8):231-238 [18]N.Wayne.Mud Pumps Give Life to a Jobsite[J].National Driller, 2015, 36(8):100-103 附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告 文獻(xiàn)綜述 一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[5] 礦用鉆井泥漿泵的使用大約已有一百多年了。早期泥漿泵的功能僅在于循環(huán)泥漿、冷卻井底、攜帶巖屑等。1940 年代末，隨著噴射式鉆井和井下動(dòng)力鉆具鉆井的出現(xiàn)，擴(kuò)大了泥漿泵的功能與使用范圍。近些年來(lái)，隨著深井和超深井的開采逐漸增多，對(duì)鉆井泥漿泵的功率與壓力提出了更高的要求。泥漿泵早期的典型結(jié)構(gòu)是雙缸雙作用泵，這種泵傳 動(dòng)效率低、流量和壓力波動(dòng)大、體積大、重量重，不能滿足惡劣的鉆井工況，尤其是海洋鉆井的需要。所以 1960 年代，比較先進(jìn)的三缸單作用泥漿泵得到了應(yīng)用。三缸泵的優(yōu)點(diǎn)在于體積小、重量輕、效率高、壓力波動(dòng)小。經(jīng)過(guò) 40 年來(lái)的不斷改進(jìn)與完善，三缸單作用泵已經(jīng)比較成熟，使用效果顯著。現(xiàn)在，隨著石油開采技術(shù)的不斷革新和鉆井要求的日益提高，又出現(xiàn)了一些新型的礦用泥漿泵。 目前世界各國(guó)都在大量研究和使用三缸單作用礦用泥漿泵，并且都是朝著大功率、長(zhǎng)沖程、大缸徑、高泵壓的技術(shù)方向發(fā)展。國(guó)外對(duì)鉆井泵的研究早、技術(shù)精、產(chǎn)品系列齊全，尤其以美國(guó)的技術(shù)最為先進(jìn)，俄羅斯和羅馬尼亞次之。在世界范圍內(nèi)泥漿泵技術(shù)發(fā)展,美國(guó)處于領(lǐng)先地位。美國(guó)不僅制造泥漿泵的廠家較多(有 20 多家公司生產(chǎn)泥漿泵),而且泥漿泵科研項(xiàng)目水平高,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎,制造質(zhì)量較好,銷售范圍也很廣。蘇聯(lián)三缸泵研制與使用較晚,盡管也研制了 1000、1300、1600 馬力三缸泵,但 使用數(shù)量還未占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),雙缸泵仍占有一定比例。羅馬尼亞盡管生產(chǎn)系列三缸泵 , 但在研究與改進(jìn)結(jié)構(gòu)方面發(fā)展不快,在三缸泵參數(shù)上還保持高沖數(shù)。 三缸單作用泥漿泵雖然是目前國(guó)外的趨勢(shì)，但是這種泵也有其本身無(wú)法克服的缺點(diǎn)。目前國(guó)外已開始研制一些新型的鉆井泵，如：新型液壓驅(qū)動(dòng)雙作用鉆井泵、新 型液壓驅(qū)動(dòng)三缸鉆井泵、Mud-master 液壓驅(qū)動(dòng)鉆井泵、偏斜曲柄連桿機(jī)構(gòu)鉆井泵、新型 HD 系列三缸鉆井泵、六角形無(wú)脈動(dòng)鉆井泵等。這幾種新型泵的技術(shù)還不成熟，目前仍沒能得到廣泛應(yīng)用。 我國(guó)的泥漿泵是從 1960 年代開始，由引進(jìn)美國(guó)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的。當(dāng)前，我國(guó)生產(chǎn)石油鉆井泵的單位主要有寶雞石油機(jī)械有限公司、蘭州蘭石國(guó)民油井石油工程公司等單位，其生產(chǎn)的系列三缸泵己經(jīng)能基本滿足我國(guó)大部分油田鉆井的需要，并有部分出口?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)對(duì)石油鉆井泵的研究起步較晚，但通過(guò)技術(shù)引進(jìn)、自主研發(fā)，我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距正在逐步縮小。 二、研究主要成果 （1） 礦用泥漿泵在鉆機(jī)配備方面的發(fā)展[16] 由于噴射式鉆井、渦輪鉆井和超深井鉆井的需要,現(xiàn)代鉆機(jī)均加大了礦用泥漿泵的功率配備。此外,有時(shí)為了能使用單泵鉆井,也需要加大泥漿泵功率。美國(guó) E.W.Co . 公司推薦:w 一 1000 型泥漿泵適用于井深 3344 一 4864 m ,W 一 1 瑰 00 型泥漿泵適用于井深 3648 一 608omW 一 2000 型泥漿泵適用于 井深魂 364 一 15200m。在柴油機(jī)、變矩器驅(qū)動(dòng)的石油鉆機(jī)中,因?yàn)樽兙仄鞅旧砭哂凶詣?dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速與扭矩 的特性,為了在鉆井中少換或不換缸套,并且使 活塞桿受 拉力不超負(fù)荷,確保泥漿泵正常的使用壽命, 泥漿泵功率配備應(yīng)比一般機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)大一級(jí)。（2） 礦用泥漿泵基本參數(shù)的研究[7] 泥漿泵基本參數(shù)發(fā)展動(dòng)向是:加大泥漿泵傳動(dòng)功率、沖程長(zhǎng)度、最大缸套直徑、最大泵壓、以及吸入與排出管直徑,降低泥漿泵沖數(shù)。 （3） 礦用泥漿泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究[7] ?采用鍛焊結(jié)構(gòu)曲軸。 ②采用雙墻板泥漿泵殼體。 ③設(shè)計(jì)了雙保險(xiǎn)介桿密封結(jié)構(gòu)采用兩道 O 形密封圈,并在兩道密封圈之間開有泄流孔,這樣即使有少量泥漿穿過(guò)第一道 O 形密封,也可以從泄流孔流出去,而不致于穿過(guò)第二道 O 形密封,把潤(rùn)滑油搞臟。這種結(jié)構(gòu)密封可靠,潤(rùn)滑油清潔,齒輪壽命較長(zhǎng)。 ④新結(jié)構(gòu)曲軸固定方法。曲軸軸承座與泥漿泵殼體的聯(lián)接采用左右分瓣型式,用錐銷、螺栓定位緊固。這種新結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是螺栓、錐銷不承受拉力,只承受剪切力,所以曲軸很不容易松動(dòng),對(duì)齒輪嚙合、工作安全是很有利的。常規(guī)的泥漿泵,螺栓承受拉力, 曲軸常常容易松動(dòng)。 ⑤采用雙重潤(rùn)滑系統(tǒng)為確保泥漿泵齒輪與軸承的潤(rùn)滑,安全運(yùn)轉(zhuǎn),采用了雙重潤(rùn)滑系統(tǒng)。雙重潤(rùn)滑有兩種,一種是采用飛濺重力自流潤(rùn)滑和齒輪油泵噴油潤(rùn)滑是采用雙油泵潤(rùn)滑系統(tǒng) 。 （4） 礦用泥漿制造工藝的發(fā)展[6] 用鑄造液缸與鍛造液缸、液缸噴丸處理感應(yīng)淬火、自增強(qiáng)液缸的方法來(lái)提高液缸的疲勞強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命，此外還采用了液缸防腐處理，雙金屬缸套和陶瓷缸套的方法來(lái)延長(zhǎng)壽命。 （5） 礦用泥漿使用的發(fā)展[6] ?組織使用人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),提高使用人員素質(zhì)和建立泥漿泵使用、維護(hù)保養(yǎng)、 修理制度,掌握如何正確使用泥漿泵,可提高泥漿泵的使用壽命。 ②合理使用泥漿凈化系統(tǒng)，減少泥漿中的含砂量,不僅可以提高鉆井質(zhì)量,而且還提高了泥漿泵易損件的使用壽命。鉆井實(shí)踐表明:在條件相同的情況下，泥漿含砂量從 2%下降到 1%,活塞使用壽命可以提高 30%,如果含砂量從 1%下降到。 5% , 活塞使用壽命可以提高 170%。另外由于除氣效果好,使泥漿中含氣量大大減少, 不僅保證了泥漿應(yīng)有的比重而且還減少了泥漿泵工作中的氣蝕與敲擊作用。所 以,合理使用泥漿凈化系統(tǒng)將是改善泥漿泵工作條件,提高泥漿泵使用壽命的一項(xiàng)很重要的措施,這一點(diǎn)在國(guó)外非常重視。 ③合理使用泥漿泵。鉆井時(shí),泥漿泵應(yīng)當(dāng)采用最大直徑缸套,以最小的沖數(shù)來(lái)獲得需要排量。這是一條使用原則。目前,美國(guó)大多數(shù)鉆井不用高沖數(shù),而常用 100- 12 0 沖/分、這樣易損件壽命有所提高,而旦還改善了吸入性能。 ④美國(guó)泥漿泵的先進(jìn)技術(shù)水平。美國(guó)泥漿泵使用壽命均在 10 年以上。G.D 公司有 90%泥漿泵可使用 15 年以上。 (6) 新型礦用泥漿泵的發(fā)展[6] ?偏斜曲柄機(jī)構(gòu)泥漿泵 美國(guó) Mission 公司研究開發(fā)部提出了偏斜曲柄機(jī)構(gòu)泥漿泵設(shè)想。以加長(zhǎng)泥漿吸入 沖程時(shí)間和縮短排出沖程時(shí)間,提高泥漿泵的吸入性能。所謂偏斜曲柄機(jī)構(gòu)是指曲軸 的旋中心不在液缸中心水平面內(nèi),而是在水平面的上面,中心偏 斜。 ②新型雙缸泥漿泵 瑞典正在研究一種新型雙缸泥漿泵,采用液壓驅(qū) ,沒有齒輪、連桿、偏心軸,也沒有飛輪等裝置,所以新型雙缸泥漿泵體積小、重量輕,可以取代現(xiàn)有的雙缸泵和三缸泵, 用于鉆井是很經(jīng)濟(jì)的。據(jù)報(bào)道,新型雙缸泥漿泵 , 目前正在進(jìn)行各種泥漿與工況性能 試驗(yàn)。 ③新型液壓三缸泵 盡管目前的三缸泵在結(jié)構(gòu)、性能、重量、體積方面,比雙缸泵有更突出的優(yōu)點(diǎn),但 是還是較大、較重.近年來(lái),美國(guó)研制了新型液壓三缸泵,傳動(dòng)功率為 500 馬力,沒有齒輪、連桿、偏心軸,采用液壓驅(qū)動(dòng),由一臺(tái)柴油機(jī)或交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)變量液壓泵,4 驅(qū)動(dòng)三個(gè)工作缸,三個(gè) 工作缸分別通過(guò)活塞桿帶動(dòng) 三個(gè)液缸進(jìn)行工作。 三、發(fā)展趨勢(shì)[10] 隨著礦用鉆井技術(shù)的發(fā)展,特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平井等新工藝、新技術(shù)的不斷進(jìn)步, 對(duì)鉆井泥漿泵的工作性能要求越來(lái)越高。目前， 礦用泥漿泵正朝著大功率、大排量和高壓力的方向發(fā)展。同時(shí)作為野外的機(jī)械設(shè)備他 的可靠性，輕便性以及耐磨性也是未來(lái)重要的發(fā)展方向。三、存在問題[16] （1）鉆井泵重量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機(jī)的要求，制約著鉆機(jī)的移運(yùn)性。 （2）沖程短，沖次高,鉆井泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作，致使液力端壽命短。（3） 泵壓偏低，不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要。 （4）結(jié)構(gòu)不合理，部分強(qiáng)度冗余，部分剛度不足，可靠性低，難以滿足鉆機(jī)高可靠性要求。 （5）缸套壽命短，難以滿足鉆機(jī)高效率要求。 （6）缸體的密封問題，如何更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)提高泵的使用效率。 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見（對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱） 審 簽字： 年 月 日 核 意 教研室主任意見 見 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 簽字： 年 月 日 公章： 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱) 選題來(lái)自生產(chǎn)實(shí)踐，符合培養(yǎng)計(jì)劃要求。所研究的內(nèi)容重點(diǎn)比較突出。工作思路及工作計(jì)劃按排合理可行，文獻(xiàn)綜述內(nèi)容完整。 同意開題 簽字：辛士珍 日期：2017-01-05 審 教研室主任意見 核 意 見 同意 簽字：李吉 日期：2017-01-07 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 同意開題 簽字：賈衛(wèi)平 日期：2017-01-14公章：機(jī)械工程學(xué)院