鉆井泵的制造工藝及其改進(jìn)措施分析

馮霖(長城鉆探鉆井一公司裝備服務(wù)公司 遼寧省盤錦市 124010)

鉆井泵的主要作用是把鉆井液池內(nèi)的鉆井液抽取到井內(nèi)，保證鉆井液循環(huán)，其鉆探機械設(shè)備的重要組成部分。由于鉆井泵實際作業(yè)時不僅要時常處于高功率狀態(tài)下持續(xù)運行，而且還要保證搬遷的便捷性，確保相當(dāng)?shù)膹姸葧r，還應(yīng)實現(xiàn)小體積，質(zhì)量要輕。以上種種要求使得鉆井泵的制造過程必須是嚴(yán)格的，制造中一點點的缺陷都將影響鉆井泵的正常運行。

一、鉆井泵制造中存在的問題與加工難點

1.機殼

鉆井泵實際作業(yè)過程中，常會發(fā)生機殼側(cè)蓋漏油問題。在一番實踐檢測后得出，機殼前板孔與導(dǎo)板串孔一同進(jìn)行精加工后，前板孔尺寸常有變形情況的出現(xiàn)機殼導(dǎo)板座和前板端之間有著較遠(yuǎn)的距離，缺乏較大空間的機殼內(nèi)腔，對導(dǎo)板座T型槽尺寸進(jìn)行加工時難度重重，同時也給直接測量工作帶來了極大的困難。

2.傳動軸和齒圈

這里所述的傳動軸和齒圈都屬于一種窄空刀槽人字形齒輪，使用普通滾齒機滾齒難以退刀，通過專業(yè)的高效工藝及其設(shè)備，主要在在SYKES型刨齒機上科學(xué)合理加工以實現(xiàn)預(yù)期的齒型。不過因工藝設(shè)備存在一定的局限性，無法獲取較高的生產(chǎn)效率，對于批量生產(chǎn)這一需求難以做到。

3.十字頭

當(dāng)十字頭導(dǎo)板與十字頭配研過程中，導(dǎo)板和十字頭圓弧面常存在接觸不良的情況，要想處理好這一情況，應(yīng)有效防止導(dǎo)板出現(xiàn)變形即可。

4.吸、排缸

在制造吸、排缸過程中，核心之處在于保證錐孔與所有面上的孔位具有較高的精準(zhǔn)度，液缸裝配密封良好與否直接由錐孔和端面孔位決定。

5.鍛造曲軸總成

鍛造曲軸的結(jié)構(gòu)屬于組裝型式，由偏心在47．625 mm的曲軸及偏心在104．78 mm的偏心輪組成偏心為152．4mm的曲軸，軸頭兩端位置處設(shè)置了軸套，最大外圓由輪盤構(gòu)成，都是過盈配合。通過鍵螺栓固定好偏心輪與曲軸，通過銷子固定好兩端軸套與曲軸，通過螺栓保證輪盤與曲軸良好連接。

偏心輪壁存在較大的厚度，如果實際中偏心距與內(nèi)孔、外圓不對稱，那么將直接阻礙了裝配工作，同時還會導(dǎo)致總裝后精加工偏心輪缺乏足夠的余量，難以達(dá)到精度要求。對偏心輪精加工內(nèi)孔尺寸予以有效控制，提高偏心距與內(nèi)孔、外圓間的對稱性，這已經(jīng)成為了偏心輪加工過程中不可忽視的核心部分。

曲軸總成裝配時，輪盤、偏心輪、軸套和曲軸配合都屬于過盈配合，過盈量大概在0.4mm。要求專配過程中除了有效應(yīng)對龐大的過盈量外，還必須時刻觀察偏心輪中心線與曲軸偏心圓中心線的對中。

二、鉆井泵制造工藝的改進(jìn)措施

1.機殼

首先，在處理機殼側(cè)蓋漏油問題過程中，為了保證密封面精度，機殼后蓋實際配裝完成后，在已經(jīng)做好加工的機殼軸承座端面與前板端面的基礎(chǔ)上，同時開展后蓋半圓板與機殼軸承座端面加工作業(yè)，從而保持其共面。其次，要想有效防止機殼前板孔尺寸變形現(xiàn)象，在與導(dǎo)板串孔同時進(jìn)行精加工過程中，要求三個前板孔都要留2 mm的余量，當(dāng)機殼各加工工序全部結(jié)束，會釋放掉該過程相應(yīng)的應(yīng)力，從而對三個前孔板的具體位置加以明確，同時做好精加工工作，這樣前孔板就會實現(xiàn)精準(zhǔn)的尺寸。另外，要想進(jìn)行一步降低勞動強度，同時提高導(dǎo)板座T型槽加工精準(zhǔn)度，應(yīng)在導(dǎo)板座還沒有進(jìn)行任何的焊接前，粗加工出T型槽，將導(dǎo)板串孔與導(dǎo)板座T型槽一同進(jìn)行精加工，同時通過專業(yè)的樣板對槽尺寸予以認(rèn)真檢測，從而保證對稱性。

2.傳動軸和齒圈

為了保證傳動軸和齒圈具有較高的加工效率，首先應(yīng)通過普通滾齒機粗滾齒保留相應(yīng)的余量，其次在SYKES型刨齒機上對齒型做細(xì)致的精加工，這不僅防止了窄空刀槽退刀問題的再發(fā)生，而且還使零件制造更加的精準(zhǔn)，生產(chǎn)效率顯著。

3.十字頭

針對上述所述的十字頭與導(dǎo)板接觸不良的問題，最好是有效控制十字頭導(dǎo)板變形，確保導(dǎo)板尺寸的精準(zhǔn)無誤性。在進(jìn)行粗加工后，通過熱處理對存在的應(yīng)力予以消除，切分導(dǎo)板過程中禁止一次性整體切開，應(yīng)保留相應(yīng)的余量最后再敲開，銑槽和鉆孔過程中，都應(yīng)通過匹配的工藝裝備對導(dǎo)板內(nèi)圓弧面實施有效的支撐，這樣就能夠避免加工過程中變形問題的發(fā)生。

4.吸、排缸

在完成吸、排缸的粗加工后進(jìn)行熱處理，加工錐孔并做相應(yīng)的滾壓，這樣其就會產(chǎn)生良好的強度與粗糙度，所有面上的孔位通過專業(yè)的工藝設(shè)備以使其具有合理的形位公差。

5.鍛造曲軸總成

首先，要想使偏心輪加工尺寸的精準(zhǔn)無誤性，應(yīng)通過粗車后熱處理對其存在的內(nèi)應(yīng)力予以消除，然后通過一些特殊性質(zhì)的工藝設(shè)備進(jìn)行精加工，從而確保偏心距和內(nèi)外圓之間能夠統(tǒng)一對稱。其次，在曲軸總成裝配過程中，應(yīng)先對大法蘭盤、三個偏心輪進(jìn)行一番加熱，當(dāng)達(dá)到相應(yīng)溫度時，再通過匹配的工藝裝備和工藝塊在曲軸上安裝好所有輪盤，實際裝配時應(yīng)注意各偏心輪中心刻線要與曲軸的各曲拐中心導(dǎo)向標(biāo)記線相對應(yīng)。

結(jié)論

綜上所述可知，鉆井泵在鉆進(jìn)過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)動鉆進(jìn)，并將打鉆后巖屑帶回地面的作用。對鉆井泵制造工藝進(jìn)行改進(jìn)和完善，增強其加工精準(zhǔn)度及效率，保證鉆井泵運行的可靠性，這是當(dāng)前的重點工作。

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