(1)BW系列泥漿泵:機械驅動泥漿泵由動力機通過V帶傳動和變速驅動曲軸工作。而液壓驅動泥漿泵只是去掉了泵輸入端的大V滑輪,安裝了壹個扭矩和轉速合適的低速大扭矩液壓馬達,其他結構不變。
(2)美國W11系列泥漿泵和國產MP泥漿泵通過在曲軸輸入端安裝壹個低速大扭矩液壓馬達,直接驅動曲軸,省去了齒輪傳動機構。
(3)芬蘭丹尼森HDF多相往復泵:內部無旋轉部件,泵活塞由液壓活塞驅動做直線往復運動,結構緊湊,重量輕。這種類型的往復泵應該是泵的發展方向之壹。
1.BW系列泥漿泵
BW系列往復泥漿泵是壹種臥式三缸單作用活塞泵。目前,該系列泵廣泛應用於巖心鉆探。表11-1是BW系列泥漿泵的技術參數。
表11-1 BW系列泥漿泵技術參數
以BW-250泵為例介紹其結構。該泵通過改變活塞的往復運動次數和更換缸套來改變泵的容量。泵容量從35L/min(泵壓7MPa)到250L/min(泵壓2.5MPa),***8級,驅動功率15kW。適用於孔深1000 ~ 1500m的各種巖心鉆探。泵的主體結構由動力端和液力端組成。
(1)電源端子
在動力端,液壓馬達驅動主軸,通過齒輪傳動機構可以獲得第四擋,再通過壹對減速齒輪傳遞給曲軸。曲柄連桿機構由曲軸、連桿組件和十字頭組件組成。泵是三缸泵,所以有三個角度為120的軸頸與連桿的大端連接。連桿組件將曲軸的旋轉運動轉變為活塞的往復運動。十字頭是導向部件,與連桿和活塞桿連接,傳遞動力。十字頭在滑套中直線往復運動。
(2)液力端
BW-250往復式泥漿泵液力端如圖11-5所示。該圖示出了液缸的剖視圖。屬於直通式結構,即每個液缸的吸入閥和排出閥都布置在液缸端部的同壹垂直軸上。
液壓動力頭巖心鉆機的設計與應用
圖11-5 BW-250泥漿泵液力端示意圖| 1-活塞桿;2—泵頭體;3—防水密封環;4—氣缸套;5—活塞;6—閥蓋;7—排放閥;8—頂部套筒;9—氣缸蓋罩;10—吸入閥的液壓端由三個並聯的水平單作用液壓缸組成。它們有相同的吸入管道和排出管道。缸套與泵頭體活動配合,通過頂套、缸蓋和雙頭螺栓固定在泵頭體內。活塞由彈性橡膠密封圈等零件組成。泵閥采用球閥結構,置於液缸末端。吸入閥和吸入管道在下部,排出閥和排出管道在上部。排出閥的上部有壹個閥蓋,既是拆卸和檢查泵閥的窗口,又是閥球上升的限位器。
圖11-6w 11泥漿泵外形圖。
2.美國W11系列泥漿泵
瑞典CS1000系列液壓動力頭巖心鉆機均配備美國W11系列泥漿泵,圖11-6為泥漿泵的外形圖。泥漿泵為三缸單作用往復泵,泵動力端輸入軸裝有液壓馬達,無機械傳動機構。通過液壓系統的調速閥改變輸入液壓馬達的流量來改變泵軸的轉速,從而使泥漿泵輸出不同的流量。表11-2顯示了W11系列泥漿泵的技術參數。
表11-2w 11系列泥漿泵技術參數
3.MP-500泥漿泵
MP-500是液壓驅動臥式三缸單作用柱塞變量泥漿泵,圖11-7是MP-500泥漿泵的結構圖。主要特點如下:
(1)傳動方式:在曲軸箱兩側安裝低速大扭矩液壓馬達,通過馬達的串並聯直接驅動曲軸,取消了傳統的齒輪減速機構,簡化了結構,提高了效率,減輕了重量,降低了成本。
圖11-7 MP-500泥漿泵結構圖。
圖11-8 HDF泵外形圖
(2)可變模式:如果液壓系統采用固定式液壓泵,可實現兩種恒排量輸出(250L/min和500L/min),如果液壓系統采用變量液壓泵,可實現兩種速度可變排量輸出(0 ~ 250 L/min和0 ~ 500 L/min)。
4.唐納森·HDF多相往復泵
資料顯示,丹尼森HDF系列多相泵由芬蘭設計制造,輸出特性好,功率體積比高。這項技術是專利技術,特別適合定向鉆井。圖11-8顯示了它的輪廓。
唐納森HDF混輸泵內部沒有旋轉部件,泵活塞由液壓活塞驅動做直線往復運動,因此結構緊湊,輸出功率高。表11-3顯示了泵的基本規格。
表11-3唐納森HDF多相流泵基本規格表
HDF多相泵具有以下特點:
(1)高功率:最大輸出介質壓力可達200×105Pa,流量可達250L/min。
(2)體積小、重量輕:HDF混輸泵采用液壓驅動,關鍵部件均為鍛造和精密加工,承載能力強,體積小、重量輕。
(3)性能可靠,使用壽命長:活塞零件全部鍛造,精密切割,耐腐蝕,可勝任高強度、重負荷工作。閥芯的自潤滑密封元件、鍛造和精密加工確保系統可以運行數千小時而無需維護,大大降低了運行和維護成本。
(4)適用於各種介質:HDF泵具有很高的耐腐蝕性和耐化學反應性,因此可用於各種介質,如泥漿、各種礦物油、各種含聚合物的混合物、聚合物基流體介質、含發泡劑的水等。介質中的泥沙濃度可高達25%。
(5)使用和調節方便:只要將液壓動力源的管路連接到HDF泵上,就可以啟動,不需要額外的潤滑和冷卻。通過液壓動力源的壓力和流量調節,可以方便地線性調節HDF泵的流量和壓力。