新型电机顶置式泥浆泵组应用分析

摘 要:现有泥浆泵组占地面积较大、噪音大、控制不方便。新型泥浆泵组采用SCR直流串励电机驱动、链条传动方式;电机安装位置为顶置式,有效减小了泵组占地面积;链条传动噪音小;直流串励电机的恒功率调节范围大,可以更方便地满足不同钻井对工艺泥浆循环系统排量的要求。

关键词:泥浆泵组 链传动 顶置式

中图分类号:TH38 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0098-01

泥浆泵组是石油钻机和修井机的3大工作机组之一,是钻井液循环系统的心脏。泥浆泵组按传动方式主要分为链传动、带传动和直接传动3大类;按驱动型式主要分为电机驱动(包括交流变频电机和直流电机)和柴油机驱动2大类,电机驱动普遍采用电机后置式与侧置式。目前泥浆泵组大多存在占地面积较大、噪音大、控制不方便等问题,随着钻井工艺的不断完善,钻井设备模块化以及HSE在井场的推行对泵组的占地面积及噪音控制要求更加严格,特别是在海洋平台上,由于受平台空间限制,对泵组的外形尺寸要求更为苛刻。同时,为减小钻井工人劳动强度,以及能与井场控制终端MCC房更好地连接,对泵组动力提出了严格要求。新型电机顶置式泥浆泵组采用控制方便、高效、可靠、经济的直流电机作为动力源,解决了上述问题。

1结构原理

电机顶置式泥浆泵组的基本结构如图1所示。该泵组主要由泥浆泵、直流电机、电机支架、链条箱、泵组底座及泵组附属设备等组成。泵组动力机采用直流串励电机,串励电机的恒功率调节范围大,可以更方便地满足不同钻井工艺对泥浆循环系统排量的要求。电机安装方式为顶置式,即电机通过支架固定在泥浆泵顶部,可节省泥浆泵组占地面积。传动方式为链条传动,这种传动方式传动效率高、噪音小、使用寿命长,可提高整套泵组的使用寿命。整个泥浆泵组结构紧凑,具有便于搬运的特点。

使用时,将泵组的泥浆吸入口与泥浆罐相连,并将放空管汇引到泥浆罐中,开启电机,直流电机动力通过封闭链条传递到泥浆泵输入端的大链轮,从而将动力传递给泥浆泵。通过SCR调节电机的电流并进而调节电机转速,以达到需要的泵冲。

2技术特点

(1)电机安装方式为顶置式安装,节省了泵组占地面积。原有电驱动泥浆泵组电机安装普遍采用侧置式和后置式,增加了泵组底座的面积,而在油田使用时,泵组基本不受高度方向限制,将电机通过支架安装在泥浆泵顶部,有效节省了占地面积。(2)具有链条箱自动调心功能。在安装链条箱时,设计的调心钢套可实现链条箱的法兰中心与链轮中心自动找正,给链条箱的安装带来方便。(3)链条箱采用多道密封多道回油结构,可有效解决链条箱漏油的问题。如图2所示。(4)链条的采用2种方式:一种为浸油;另一种方式是通过外置电动油泵,对链条进行强制。2种方式互相补充,既提高效率、减少漏油机率,又可增加可靠性。

3主要技术参数

直流电机:

额定功率 800 kW

额定转速 970 r/min

额定转矩 8 034 kN・m

泥浆泵:

额定功率 588 kw

额定冲数150 min-1

SCR系统:

额定输入电压 AC 600 V/60 Hz

额定输出电压 DC 750 V

持续输出电流 1 250 A

4结语

现场应用情况表明,电机顶置式泥浆泵组与传统泵组相比,具有占地面积小、噪音小、经济性好、操作方便等优点,具有良好的应用前景。

参考文献

[1] 于兴军,魏培静,丛万生,等.永磁电机在钻井装备中的应用探讨[J].石油矿场机械,2010,39(11):80～84.

[2] 盛益,肖军,李国芳,等.塔里木油田泥浆泵常见故障诊断与解决方法[J].石油矿场机械,2009,38(4):83～84.