專利名稱：鑄造鉆井泵排出預壓空氣包的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)壓穩(wěn)流減振緩沖裝置，特別適用于往復式鉆井泵排出預壓空氣包。
排出預壓空氣包是石油鉆井泵不可缺少的減振、緩沖、穩(wěn)壓、穩(wěn)流的配套部件，主要由殼體、包蓋、膠囊等構成。目前國內外大功率石油鉆井泵(588-1180KW)主要采用65～80L的排出預壓空氣包，最常用的是70L空氣包，由于鉆井泵工作排出壓力為20～30MPa，對排出預壓空氣包的容器質量和高壓可靠性要求嚴格，均采用35#優(yōu)質鋼在大型壓力機上鍛造成型。采用鍛造技術，工藝復雜，耗能高，并且空氣包體積大，加工困難，制作成本高；空氣包采用的膠囊由囊體、膠板、鐵芯、壓板等組合而成，密封性能差，使用壽命短；雖然75L空氣包容積大，但對高頻振動的消波性能并不理想，打鉆時水龍帶振動厲害，加重了工人的勞動強度，影響了鉆井效率和質量。此外，由于空氣包安裝在高壓管線上，過大的荷重也影響高壓管線的使用壽命。
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術的缺點，提供一種制造工藝簡單，成本低，搬運及裝拆方便，其使用性能可滿足鉆井工藝要求的新型鑄造鉆井泵排出預壓空氣包。
本發(fā)明根據新的理論計算，首次提出往復式三缸單作用泵采用的排出預壓空氣包有40L就可滿足工作需要，為此，首次采用高強度、高韌性ZG35GrMoTiRE鑄鋼材質，鑄造鉆井泵40L排出預壓空氣包，可滿足三缸單作用鉆井泵穩(wěn)定流量及排出壓力的使用要求。
附圖
給出了本發(fā)明排出預壓空氣包的剖面結構示意圖。該排出預壓空氣包主要由充氣接頭〔2〕、頂蓋(4〕、外殼〔6〕、膠囊〔7〕、節(jié)流孔板〔8〕、密封圈〔12〕、鋼圈〔13〕、法蘭〔14〕等構成。
其工作原理是首先通過充氣接頭向空氣包內膠囊〔7〕充空氣或氮氣至4.5-5.0MPa的預壓力，當鉆井泵工作時，其排出壓力超過空氣包預壓力時，空氣包開時工作，當鉆井泵的瞬時流量大于平均流量時，排出管內的阻力增加，泵內壓力上升，空氣包內的氣體被壓縮，從而在空氣包內儲存了一部分液體，這樣就減少了在排出管路中的流量，即降低了管路中超出平均壓力的部分壓力，使管路中的壓力降到接近平均壓力。同樣，當泵的瞬時流量小于平均流量時，管路內的阻力也相應減小，泵內壓力小降，低于平均壓力，這對空氣包內氣體膨脹，把儲存的一部分液體排到管路中去，增加了管路中的流量，使鉆井泵壓力增加到接近平均壓力。在排出預壓空氣包的作用下，管路中的流量和壓力基本是均勻的。
本發(fā)明的空氣包為橢球形結構，容積為40L，外殼〔6〕用ZG35GrMoTiRE鑄鋼經變質處理鑄造成型。該鑄鋼的機械性能指標，經860℃退火20℃時σb≥560MPa，σs≥300MPa，δ5≥15％，ψ≥26％。具有高強度高韌性和較好的鑄造工藝性。空氣包內安裝的膠囊〔7〕為全膠式整體結構，膠囊〔7〕的外表面曲線長度與外殼〔6〕內表面曲線長度相等，使充滿預壓氣體的膠囊在工作期間不產生附加的伸縮變形，提高了膠囊的耐疲勞性能和使用壽命。在空氣包的底部內端口上裝有節(jié)流孔板〔8〕，用以支撐空氣包膠囊和在液體排出或進入空氣包時產生射流，以起到降低高頻壓力不均度，有效地滿足石油鉆井工藝的要求。
本發(fā)明的鑄造鉆井泵40L排出預壓力空氣包，與傳統(tǒng)鍛造工藝比，具有體積小，重量輕，加工工藝簡單，運輸裝拆方便，節(jié)材顯著，適用于各種型號的三缸單作用鉆井泵，滿足鉆井工藝的要求，具有較大的推廣價值和顯著的經濟效益和社會效益。
權利要求
1.一種鑄造鉆井泵排出預壓空氣包，由充氣接頭〔2〕、頂蓋〔4〕、外殼〔6〕、膠囊〔7〕、節(jié)流孔板〔8〕、密封圖〔12〕、鋼圈〔13〕、法蘭〔14〕等構成，其特征在于該空氣包為橢球形結構，外殼〔6〕用ZG35GrMoTiRE鑄鋼經變質處理鑄造成型。
2.根據權利要求1所述的鑄造鉆井泵排出預壓空氣包，其特征在于空氣包內安裝的膠囊〔7〕為全膠整體膠囊，膠囊〔7〕外表面曲線長度與外殼〔6〕內表面曲線長度相等。
3.根據權利要求1所述的鑄造鉆井泵排出預壓空氣包，其特征在于空氣包的底部內端口上裝有節(jié)流孔板〔8〕。
全文摘要
本發(fā)明的鑄造鉆井泵排出預壓空氣包，采用ZG35CrMoTiRe高強度高韌性鑄鋼經變質處理鑄造成型。該空氣包為橢球形結構，容積為40l，在空氣包底部內端口安裝有節(jié)流孔板，包內安裝的膠囊為全膠整體膠囊，具有體積小，重量輕，加工工藝簡單，運輸裝拆方便，節(jié)材顯著等特點，適用于各種型號的三缸單作用鉆井泵，其密封性及高頻壓力消波性比傳統(tǒng)鍛壓空氣包有顯著提高，可滿足鉆井工藝要求，具有較大的推廣價值。
文檔編號F04B53/00GK1150620SQ95112228
公開日1997年5月28日 申請日期1995年11月23日 優(yōu)先權日1995年11月23日
發(fā)明者王執(zhí)福, 祝遠征, 李繼志, 呂成法, 吳鳳華, 周鳳石 申請人:山東工業(yè)大學