一种新型钻井泥浆泵动力传输方式的安装要点简析

胡敏强

摘 要：介绍了钻井泥浆泵常见链条传动、皮带传动的动力传输优缺点。重点阐述了一种新型直驱式传动方式的优缺点及该直驱式电传动实际安装过程中的关键技术要点及注意事项。实际应用表明，该直驱式传动方式有效降低了人力劳动强度，节省了空间的同时也增强了设备运行的可靠性。

关键词：海洋石油；钻井设备；泥浆泵；动力传输方式；直驱式传动；安装要点

目前海洋石油钻井泥浆泵常见型号为F-1600、12-P-160、3NB-1000F等型号，其动力传输方式一般为链条传动或皮带传动。在PL19-3D海上采油平台，原3NB-1000F泥浆泵采用皮带传输，在实际使用过程中，容易出现皮带松弛，无法满足泵压要求，人员需要经常性调节皮带张紧力的现象。针对这种问题，经厂家技术人员现场调研后，对原平台钻井泥浆泵动力传输方式进行升级改造，现采用直驱式传动。

1 钻井泥浆泵的作用简介

海洋石油钻井泥浆泵是用来输送介质（水、泥浆等冲洗液）的钻井配套设备，其作用是将泥浆随钻头钻进注入井下，起着冷却钻头，清洗钻具、固着井壁、驱动钻进，并将打钻后岩屑带回地面的作用。常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的，由动力机带动泵的曲轴回转，曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动，在吸入和排出阀的交替作用下，实现压送与循环冲洗液的目的。

2 泥浆泵动力传输方式优缺点对比

目前海洋石油钻井平台常用泥浆泵动力传输方式为链条传动和皮带传动，其中链条传动因对环境条件适应性高、传动比准确、传动功率大的优点，在海洋石油钻井泥浆泵中得到了广泛使用。随着技术的改革创新，近两年来一种直驱式传动方式也得到了应用。以下就这几种方式做一个简单的对比：

2.1 链条传动方式特点

2.1.1链条传动的优点

1）相对于齿轮传动而言，它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力；

2）对作业环境的适应性高，能在低速、重载和高温条件下工作；

3）和皮带传动方式相比较，它的传递功率较大，能保证一般平均传动比的准确性，传递功率较大，且作用在轴和轴承上的力较小。

2.1.2链条传动的缺点

1）在实际使用过程中，链条的铰链磨损后，使得节距变大易造成脱落，存在损伤链轮及堵塞油管路的风险；

2）其安装和维修精度要求较高，在维修过程中，重新安装后必须进行链传动的校正，检查链轮的共面度和平行度。

2.2 皮带传动方式特点

2.2.1皮带传动的优点

1）适用于两轴中心距较大的场合，结构相对简单；

2）传动平稳无噪声，能自动缓冲、吸振；

3）过载时带将会在带轮上打滑，能有效防止薄弱零部件损坏等。

2.2.2皮带传动的缺点

1）由于皮带存在滑动现象，因此无法保证精确的传动比；

2）相对于链条等钢铁构件而言，皮带的使用寿命较短；

3）由于带的摩擦起电不易用于易燃、易爆的工作场合等。

2.3 直驱式电传动特点

直驱式电传动方式的优点：转矩大、体积小、质量轻、高效率、高可靠性，能有效降低人工强度。缺点是：安装工艺复杂，精度要求较高。

3 新型直驱式电传动安装要点简析

该直驱式电机型号为HTB12，作为3NB-1000F泥浆泵组研制的配套三相鼠笼式变频调速异步电动机，作为动力直接驱动泥浆泵小齿轮轴。整体安装示意图如图1所示：

由于此种方式采取直接驱动泥浆泵小齿轮轴传动，因此实际安装过程中对于直驱式电机的安装至关重要，以下就实际安装过程中的几个关键技术要点做简要分析：

1）直驱电机后端盖的安装：需要注意密封安装方向，先将电机后端盖套到传动轴上，轻推至耐磨套倒角台阶，当达到背面螺栓长度时，通过拧紧螺栓固定小轴承端盖与电机后端盖。该连接螺栓大小为32mm，扭矩值为400N.M—450N.M。安装要求端盖与传动轴轴面保持共面，电机后端盖与传动轴密封压盖完全贴合、无缝隙。

2）电机转子的固定安装：需要利用膨胀套将转子线圈与小齿轮轴固定。要求转子线圈与小齿轮轴同心度一致。转子线圈安装要点：先将底套安装至传动轴上，然后将膨胀圈放置进去，注意膨胀套锥面方向，注意观察膨胀套与传动轴间隙。基本就位后，打紧上、下、左、右四颗螺栓，手动盘车，选取转子线圈外圆6～8个测量点用百分表检查转子线圈与传动轴同心度。达到安装精度后，逐步上紧其余螺栓。

3）直驱式电机定子线圈安装时，需调节底座支撑垫片，以达到该电机定子线圈与转子线圈间的间隙量满足其正常运行要求。

4 结语

该直驱式新型钻井泥浆泵动力传输方式，彻底免除了工人因原有泥浆泵皮带疲劳、松弛而需要经常性调节的工作量，大大降低了工人的劳动强度，同时也提高了设备的使用效率，在原海洋石油PL19-3平台得到了很好的应用和推广。

参考文献：

[1] 李程辉.链传动与带传动相关问题讨论[J].科技致富向导，2013（26）.

[2] 汤宏兵.对钻井泥浆泵带泵传动方式的对比和探讨[J].科技传播，2011（2）.

[3] 四川宏华.HTB12型变频调速异步电动机安装说明[S].