專利名稱：鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到石油鉆井施工中輸送泥漿專用的單作用泵的活塞結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，具體而言是一種鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞。
鉆井泥漿泵的活塞總成是整個泵的重要組成部分，也是主要易損件之一。為了延長其活塞使用壽命，人們對活塞皮碗材料做了大量研究工作，泵壓在10MPa情況下，其使用壽命也只有200～250小時(shí)。隨著高壓噴射鉆井技術(shù)的推廣應(yīng)用，泵送泥漿壓力已提高到16～20MPa，活塞使用壽命下降到100小時(shí)以下。主要是因?yàn)榛钊ね朐谂乓哼^程中，高壓泥漿對活塞皮碗前端面上的壓板產(chǎn)生很高的軸向壓力，迫使活塞皮碗軸向收縮，引起活塞皮碗唇口徑向收縮，使得皮碗與缸套內(nèi)壁之間出現(xiàn)間隙，泥漿中的砂粒乘機(jī)進(jìn)入此間隙。隨著泵的吸排液過程反復(fù)進(jìn)行，這些砂粒在活塞皮碗外表面行成軸向磨粒帶，對缸套內(nèi)壁往復(fù)進(jìn)行磨損，而間隙中的泥漿旋流又不斷地沖擊活塞皮碗外層，將皮碗刺漏損壞，致使缸套和活塞的使用壽命都大大下降。為了使高壓工作的泥漿泵提高使用壽命，更有效的途徑是對活塞結(jié)構(gòu)予以改進(jìn)。經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)，其中“水力保護(hù)式鉆井泵活塞”(專利號91221635．2)，是在活塞內(nèi)部增加一個儲液室，前壓板與缸套之間形成噴液環(huán)隙，用液體沖洗缸壁上的泥砂，阻擋砂粒進(jìn)入摩擦副，同時(shí)起冷卻、潤滑作用。雖然能延長使用壽命，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加了制造成本。又例如“鉆井泥漿泵高壽命活塞”(87204919)，主要是對活塞根部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，并在活塞唇部背部涂一層固體減摩劑。雖然也能延長使用壽命，但在高泵壓工作狀態(tài)皮碗唇口仍然會徑向收縮，使皮碗與缸壁之間出現(xiàn)間隙，進(jìn)入泥漿砂粒，加速缸套及活塞皮碗磨損。
鑒于已有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足之處，本實(shí)用新型的目的就在于提供一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)并與眾不同的鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞。在高泵壓工作狀態(tài)下能防止皮碗唇口徑向收縮，因而防止皮碗與缸壁之間出現(xiàn)間隙進(jìn)入泥漿砂粒加速磨損，達(dá)到提高活塞及缸套使用壽命的目的。
上述目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞由活塞芯、后壓帽、活塞皮碗、皮碗后墊和密封墊圈組成。其特征是活塞芯的前部有環(huán)形外凸臺，其后半部有外螺紋與后壓帽的內(nèi)螺紋相連接，二者形成一整體?；钊ね胙b在活塞芯的前部和中部，并被軸向夾緊。皮碗后墊裝在活塞皮碗的后端根部。密封墊圈裝在活塞芯的后端面處。
上述鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞的活塞芯的前端面上沿圓周均布鉆4個軸向盲孔，后壓帽的后端面上沿圓周均布鉆4個軸向盲孔，用于施加旋緊扭矩來調(diào)節(jié)后壓帽對活塞皮碗的軸向壓緊程度。
上述鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞的皮碗的前部有錐度，即唇口外徑大于中部外徑，唇口內(nèi)表面為喇叭口形狀。
根據(jù)上述技術(shù)方案制造成的鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞，在裝配時(shí)通過旋緊后壓帽預(yù)先壓緊活塞皮碗，使其在軸向收縮變形的情況下，仍能使其唇口外部保持一定的過盈量；在高泵壓工作狀態(tài)，由于活塞芯與后壓帽已裝成一體，活塞芯前端面受到泥漿的軸向壓力不再傳遞到活塞皮碗上，因而防止皮碗軸向收縮而引起皮碗唇口徑向收縮。在此情況下，皮碗唇部卻因受到高壓泥漿的徑向壓力而徑向擴(kuò)脹，確保皮碗與缸壁之間不會出現(xiàn)間隙，所以能從根本上防止泥漿砂粒進(jìn)入活塞皮碗與缸套之間而導(dǎo)致加速磨損，有效地延長了活塞和缸套的使用壽命。由于這種結(jié)構(gòu)能使皮碗唇部始終保持有一定的過盈量，因此能保證泵的吸入、排出性能良好。當(dāng)活塞皮碗及缸壁都有些磨損時(shí)，可根據(jù)磨損程度適當(dāng)調(diào)節(jié)后壓帽對活塞皮碗的預(yù)壓緊力，以保持皮碗唇部一定的過盈量，確保泵的正常工作。當(dāng)活塞皮碗磨損到不能再用時(shí)，能方便拆卸更換新皮碗，其余部件仍可繼續(xù)使用，還可節(jié)省大量費(fèi)用。此活塞結(jié)構(gòu)非常簡單，很容易加工制造和裝拆，造價(jià)比同類產(chǎn)品都低，有很好的推廣應(yīng)用前景。
附圖
是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)全剖示意圖。
結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例闡述如下由附圖可見，該活塞由活塞芯1、后壓帽2、活塞皮碗3、皮碗后墊4、密封墊圈5組成?；钊?的前部有環(huán)形外凸臺，其后半部有外螺紋與后壓帽2的內(nèi)螺紋相連接，二者形成一整體?；钊ね?裝在活塞芯1的前部和中部，并被軸向夾緊。皮碗后墊4裝在活塞皮碗3的后端根部，起扶正支撐作用，并能增強(qiáng)剛性。密封墊圈5裝在活塞芯1的后端面處，對活塞拉桿間隙起密封作用?；钊?的前端面上沿圓周均布鉆4個軸向盲孔A。后壓帽2的后端面上沿圓周均布鉆4個軸向盲孔B。將專用工具插入此盲孔，有利于施加旋緊力矩，調(diào)節(jié)后壓帽2對活塞皮碗3的軸向壓緊程度?；钊ね?采用丁腈橡膠或其它耐磨橡膠材料制造，其前部有一定的錐度，即唇口外徑大于中部外徑，唇口內(nèi)表面為喇叭口形狀。皮碗后墊4采聚四氟乙稀或其它耐磨工程塑料制造。
裝配時(shí)，先把活塞皮碗3裝到活塞芯1的外面，再把皮碗后墊4裝到活塞皮碗3的后端根部，然后把后壓帽2裝到活塞芯1的后部，并根據(jù)有關(guān)技術(shù)要求旋緊后壓帽2，使活塞皮碗3軸向受壓變形、皮碗唇口外徑具有一定的過盈量。最后再裝上密封墊圈5?；钊偝山M裝完畢后再裝上活塞拉桿，再將活塞總成的后端從缸套的前端裝入，使皮碗3的唇部順茬進(jìn)入缸套。由此可見裝拆、檢修非常方便。
權(quán)利要求1．一種鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞，由活塞芯(1)、后壓帽(2)、活塞皮碗(3)、皮碗后墊(4)、密封墊圈(5)組成，其特征是活塞芯(1)的前部有環(huán)形外凸臺，其后半部有外螺紋與后壓帽(2)的內(nèi)螺紋相連接，二者成為一整體，活塞皮碗(3)裝在活塞芯(1)的前部和中部，并被軸向夾緊，皮碗后墊(4)裝在活塞皮碗(3)的后端根部，密封墊圈(5)裝在活塞芯(1)的后端面處。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞，其特征是活塞芯(1)的前端面上沿圓周均布鉆4個軸向盲孔(A)，后壓帽(2)的后端面上沿圓周均布鉆4個軸向盲孔(B)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞，其特征是活塞皮碗(3)的前部有錐度，即唇口外徑大于中部外徑，唇口內(nèi)表面為喇叭口形狀。
專利摘要本實(shí)用新型是一種鉆井泥漿泵旋緊可調(diào)式活塞,是對單作用泥漿泵活塞結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。主要由活塞芯、后壓帽、活塞皮碗、皮碗后墊和密封墊圈組成。活塞芯前部有環(huán)形外凸臺,后半部有外螺紋與后壓帽的內(nèi)螺紋相連接。活塞皮碗和皮碗后墊裝在活塞芯的前部和中部。密封墊圈裝在活塞芯后端面處。工作在高泵壓狀態(tài)時(shí),皮碗唇口不再徑向收縮形成間隙加速磨損,使用壽命較長。結(jié)構(gòu)簡單,裝拆方便,造價(jià)較低。皮碗過盈量可調(diào)并且可棄舊換新。
文檔編號E21B21/06GK2414187SQ00213198
公開日2001年1月10日 申請日期2000年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月14日
發(fā)明者許世華 申請人:許世華