XXX压裂用大功率五缸柱塞泵的研制

石油机械

ｃＨＩＮＡＰＥＴＲｏＬＥｕＭＭＡｃＨＩＮＥＲＹ２００７年第３５卷第２期．．新产品开发◆

压裂用大功率五缸柱塞泵的研制４

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（１．长江大学２．江汉石油管理局第四石油机械厂）

摘要随着油田压裂工艺的发展，大功率的柱塞泵越来越成为压裂作业的发展趋势，为此，研制了ｓＪ２５００五缸柱塞泵。这种泵具有压力高、排量大、性能可靠、结构紧凑、操作灵活等特点，采用一种柱塞的性能参数（压力、排量）可覆盖目前所有固井、压裂用三缸柱塞泵在各种柱塞时的性能参数，是油田酸化压裂作业的理想设备。该泵于２００６年７月在美国德克萨斯州井场工作，其噪声等级低于现场其它泵，经过３５４ｈ的现场施工，整个泵运行状态良好，美国用户对泵的整个操作很满意。

关键词五缸柱塞泵大功率酸化压裂

近年来，随着油田压裂工艺的发展，配套酸化压裂设备中需要高压力、大排量、性能可靠、操作方便、工作平稳、结构紧凑合理的压裂泵，从而满足油田压裂作业需求。大功率的柱塞泵越来越成为压裂作业的发展趋势。

国外很早就开始对１８６６ｋＷ五缸柱塞泵进行研究，目前ＳＰＭ公司开发的ＱＷＳ２５００ＬＷ五缸柱塞泵、ＧａｒｄｎｅｒＤｅｎｖｅｒ公司开发的Ｃ—２５００、ＧＤ２５００系列五缸柱塞泵已投人使用，而国内在此领域的开发仍然是一片空白。鉴于此，江汉石油管理局第四石油机械厂于２００５年开发出具有我国自主知识产权的ＳＪ２５００五缸柱塞泵，制动功率可达ｌ８６６ｋｗ（２５００ｈｐ），性能达到国外同类产品先进水平，价格比进口同类机型便宜。该机型替代进口产品后，可为国家节约大量的外汇。由于该泵结构紧凑、操作灵活，因此可大大降低工人的劳动强度，显著提高压裂作业质量和效率，有效促进油田的技术进步。五缸柱塞泵的研制成功必将逐渐取代大功率大排量三缸柱塞泵的垄断地位，成为油田压裂作业设备的新一代替代产品。

结构及原理力端总成、液力端总成和润滑系统等组成。

１．动力端总成

动力端总成设计原则：①各零部件满足在最大功率下的强度和刚度要求；②各运动副必须有可靠的润滑；③采用尽可能大的连杆比，以提高吸人和排出性能；④检修和更换易损件方便。

设计时壳体采用钢焊接结构，由６块支撑板组成机架，曲轴６个轴承座和小齿轮轴的２个轴承座焊在支撑板上，５个缸套分布在各支撑板之间的空间，改进了原三缸柱塞泵的壳体结构，将齿轮盖、前盖和后盖与泵壳做成一整体，增加了壳体强度，减少了漏油几率。为提高焊接质量，设计加工了２套焊接工装；为防止加工后壳体变形，进行焊后去应力处理，并设计了壳体镗夹具和专用刀盘、镗杆，在数显镗床上初加工，在ＲＴｌ６００加工中心上精加工。

曲轴采用整体式结构，由６个重型圆柱滚子轴承支撑，双向定位，工作可靠，刚性好，避免了偏心轮式曲轴结构复杂、质量大的缺点，各曲拐钻有相贯通的油道，以润滑连杆轴瓦。考虑到多曲拐连杆机构空间运动情况复杂，设计中采用三维动画设计软件，模拟动力端运动，保证设计质量。

齿轮设计采用美国ＡＧＭＡ２１０ｌ—Ｃ９５—１９９５标

ＳＪ２５００五缸柱塞泵是卧式五缸柱塞泵，由动准，并运用齿轮设计软件，对其进行设计和强度校￥基金项目：中国石油化工集团公司科技发展部重点攻关项目“２５００ｈｐ五缸柱塞泵研究与开发”（ＪＰ０３００８）。

压裂用大功率五缸柱塞泵的研制

作者：张国友， 冯定， 游艇， Zhang Guoyou， Feng Ding， You Ting

作者单位：张国友,Zhang Guoyou(长江大学;江汉石油管理局第四石油机械厂)， 冯定,Feng Ding(长江大学)， 游艇,You Ting(江汉石油管理局第四石油机械厂)

刊名：

石油机械

英文刊名：CHINA PETROLEUM MACHINERY

年，卷(期)：2007,35(2)

1.谢永金.秦斌.胡泽辉.XIE Yong-jin.QIN Bin.HU Ze-hui用于2000型压裂车的三缸泵和五缸泵试验研究[期刊论文]-石油矿场机械2007,36(9)

2.王敏结合生产实际,提高五缸柱塞泵的实用性[期刊论文]-中国西部科技2010,09(11)

3.邬春学.江汉石油学院计算机科学系(湖北荆州).余镇危.李宏魁网络控制技术在HF2000压裂车组施工过程中的应用研究[会议论文]-2002

4.蒋发光.梁政.钟功祥.张德荣.刘让杰反求分析在1400型压裂泵动力端改进中的应用[期刊论文]-西南石油大学学报2007,29(3)

5.蒋发光.梁政.钟功祥.任连城.JIANG Fa-guang.LIANG Zheng.ZHONG Gong-xiang.REN Lian-cheng1400型压裂泵动力端运动仿真及箱体有限元分析[期刊论文]-石油矿场机械2006,35(5)

6.李明志.李凤霞中原油田压裂配套技术及发展趋势[会议论文]-2006

7.李国锋.秦玉英.李哲.隋明政.成勇.LI Guo-feng.QIN Yu-ying.LI Zhe.SUI Ming-zheng.CHENG Yong模糊分析方法在大牛地气田优选压裂酸化井层中的应用[期刊论文]-特种油气藏2010,17(5)

8.吴飞鹏.蒲春生.任山.王香增.WU Fei-peng.PU Chun-sheng.REN Shan.WANG Xiang-zeng燃爆诱导酸化压裂在川西气井中的先导试验[期刊论文]-中国石油大学学报（自然科学版）2008,32(6)

9.张之良.贺建林.陈馨.ZHANG Zhi-liang.HE Jian-lin.CHEN Xin功率回收方式在大流量油泵、油马达试验系统中的应用[期刊论文]-船海工程2006,35(5)

10.吴劲松.邬春学压裂设备超压保护装置设计[期刊论文]-石油机械2001,29(9)

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