鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油天然氣鉆采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井泵是石油鉆機的核心設(shè)備，目前使用的鉆井泵運動部分主要采用曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，它主要包括曲柄、連桿、十字頭、導板、中間拉桿、活塞桿、活塞以及缸套。曲柄連桿機構(gòu)將曲軸旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成十字頭、中間拉桿、活塞桿以及活塞的往復運動。鉆井泵十字頭與中間拉桿、中間拉桿與活塞桿、活塞桿與活塞三處連接均采用“硬性”固定連接結(jié)構(gòu)(見圖1)。理論上，該“硬性”固定連接結(jié)構(gòu)使得十字頭、活塞和缸套在同一中心線上。但實際使用過程中，由于制造和安裝誤差、零件自重以及十字頭與導板磨損等原因，“硬性”固定連接的中心線與缸套中心線不可能完全重合，存在著產(chǎn)生較大的徑向偏差、角度偏差以及撓度偏差的趨向，而這種偏差通過“硬性”固定連接直接傳遞到缸套活塞之間，導致缸套活塞偏磨現(xiàn)象，嚴重影響鉆井泵產(chǎn)品質(zhì)量和鉆井作業(yè)工作效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的十字頭與缸套的不同心對缸套與活塞同軸度的影響，導致鉆井泵缸套活塞偏磨的冋題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，將十字頭、中間拉桿、活塞桿和活塞依次形成的三處剛性固定連接中的任意一處采用球鉸的鉸接方式。
[0005]本發(fā)明的鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征還在于:
[0006]將安裝在導板中的十字頭后端與中間拉桿及右端球鉸活塞桿依次同軸連接，再將右端球鉸活塞桿通過球鉸與缸套中的球鉸活塞鉸接；十字頭前端通過連桿與曲柄傳動連接。
[0007]十字頭與中間拉桿之間剛性固定連接沖間拉桿與右端球鉸活塞桿之間采用剛性固定連接；右端球鉸活塞桿與球鉸活塞之間采用可X、Y、Z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的球鉸鉸接。
[0008]將安裝在導板中的十字頭后端與右端球鉸中間拉桿同軸連接，再將右端球鉸中間拉桿通過球鉸與左端球鉸活塞桿鉸接，左端球鉸活塞桿與缸套中的活塞同軸連接；十字頭前端通過連桿與曲柄傳動連接。
[0009]十字頭與右端球鉸中間拉桿之間采用螺栓或其他剛性固定連接；右端球鉸中間拉桿與左端球鉸活塞桿之間采用可x、Y、z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的球鉸鉸接；左端球鉸活塞桿與活塞之間采用螺紋剛性固定連接。
[0010]將安裝在導板中的球鉸十字頭后端通過球鉸與左端球鉸中間拉桿鉸接，再將左端球鉸中間拉桿與活塞桿同軸連接，活塞桿與缸套中的活塞同軸連接；十字頭前端通過連桿與曲柄傳動連接。
[0011]球鉸十字頭與左端球鉸中間拉桿之間采用可X、Y、Z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的球鉸鉸接；左端球鉸中間拉桿與活塞桿之間采用卡箍或其他剛性固定連接；活塞桿與活塞之間采用螺紋剛性固定連接。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，該“柔性”連接方法的理念在于將十字頭、中間拉桿、活塞桿和活塞形成的三處“剛性”固定連接中的任意一處更改為球鉸的連接結(jié)構(gòu)形式。球鉸結(jié)構(gòu)允許被連接件在Χ、γ、ζ三個方向做任意的偏轉(zhuǎn)運動，球鉸結(jié)構(gòu)形式的“柔性”連接方法可以自動補償制造和安裝的誤差以及導板磨損等原因?qū)е碌母滋谆钊栴}，延長缸套活塞壽命，有效地減小和解決了缸套活塞偏磨現(xiàn)象，大幅提高鉆井泵產(chǎn)品質(zhì)量和鉆井作業(yè)工作效率。
【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有鉆井泵十字頭至活塞的“硬性”連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明鉆井泵十字頭至活塞的“柔性”連接方法的第一種實施例方案示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明鉆井泵十字頭至活塞的“柔性”連接方法的第二種實施例方案示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明鉆井泵十字頭至活塞的“柔性”連接方法的第三種實施例方案示意圖。
[0017]圖中，1.十子頭，2.中間拉桿，3.活塞桿，4.活塞，5.缸套，6.導板，7.螺檢，8.卡箍，9.球鉸，11.球鉸十字頭，12.右端球鉸中間拉桿，13.左端球鉸中間拉桿，14.右端球鉸活塞桿，15.左端球鉸活塞桿，16.球鉸活塞，17.曲柄，18.連桿。
【具體實施方式】
[0018]參照圖1，現(xiàn)有的鉆井泵十字頭至活塞的“硬性”連接結(jié)構(gòu)是，
[0019]安裝在導板6中的十字頭I通過螺栓7與中間拉桿2固定連接，中間拉桿2再通過卡箍8與活塞桿3的端頭固定連接，活塞桿3的內(nèi)端隨活塞4設(shè)置在缸套5內(nèi)，這樣，活塞4帶動活塞桿3、中間拉桿2及十字頭I 一圈移動，就會在十字頭I與導板6之間、缸套5與活塞4之間發(fā)生偏磨，導致不良后果。
[0020]本發(fā)明鉆井泵十字頭至活塞的“柔性”連接方法，將十字頭1、中間拉桿2、活塞桿3和活塞4依次形成的三處剛性固定連接中的任意一處采用球鉸的鉸接方式，另外兩處仍采用剛性連接方式，根據(jù)所改變的三種不同的安裝部位，包括以下三種方式:
[0021]參照圖2，第一種結(jié)構(gòu)方式是，將安裝在導板6中的十字頭I后端與中間拉桿2及右端球鉸活塞桿14依次同軸連接，再將右端球鉸活塞桿14通過球鉸9與缸套5中的球鉸活塞16鉸接；十字頭I前端通過連桿18與曲柄17傳動連接。
[0022]十字頭I與中間拉桿2之間采用螺栓或其他剛性固定連接沖間拉桿2與右端球鉸活塞桿14之間采用卡箍或其他剛性固定連接；右端球鉸活塞桿14與球鉸活塞16之間采用可X、Y、Z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的柔性球鉸9鉸接。
[0023]參照圖3，第二種結(jié)構(gòu)方式是，將安裝在導板6中的十字頭I后端與右端球鉸中間拉桿12同軸連接，再將右端球鉸中間拉桿12通過球鉸9與左端球鉸活塞桿15鉸接，左端球鉸活塞桿15與缸套5中的活塞4同軸連接；十字頭I前端通過連桿18與曲柄17傳動連接。
[0024]十字頭I與右端球鉸中間拉桿12之間采用螺栓或其他剛性固定連接；右端球鉸中間拉桿12與左端球鉸活塞桿15之間采用可X、Y、Z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的柔性球鉸9鉸接；左端球鉸活塞桿15與活塞4之間采用螺紋剛性固定連接。
[0025]參照圖4，第三種結(jié)構(gòu)方式是，將安裝在導板6中的球鉸十字頭11后端通過球鉸9與左端球鉸中間拉桿13鉸接，再將左端球鉸中間拉桿13與活塞桿3同軸連接，活塞桿3與缸套5中的活塞4同軸連接；十字頭I前端通過連桿18與曲柄17傳動連接。
[0026]球鉸十字頭11與左端球鉸中間拉桿13之間采用可X、Y、Z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的柔性球鉸9鉸接；左端球鉸中間拉桿13與活塞桿3之間采用卡箍或其他剛性固定連接；活塞桿3與活塞4之間采用螺紋剛性固定連接。
[0027]本發(fā)明的工作原理是，
[0028]參照圖2、圖3和圖4，當十字頭與缸套中心線不同軸或有一定角度時，傳動路線中的球鉸9利用“柔性”連接方式將原來的硬連接轉(zhuǎn)換為鉸接方式，使得相關(guān)部件能夠在一定的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)而略微偏離軸心線，同時活塞4或球鉸活塞16的橡膠唇口也允許有一定的變形量，所以活塞將以球鉸處的轉(zhuǎn)向半球為支點向力的作用方向傾斜一定角度，從而緩解或消除了因為“動彈不得”而出現(xiàn)的硬磨、偏磨現(xiàn)象，有效地提高了缸套活塞的使用壽命。
【主權(quán)項】
1.一種鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征在于，將十字頭(I)、中間拉桿(2)、活塞桿(3)和活塞(4)依次形成的三處剛性固定連接中的任意一處采用球鉸的鉸接方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征在于:將安裝在導板(6)中的十字頭(I)后端與中間拉桿(2)及右端球鉸活塞桿(14)依次同軸連接，再將右端球鉸活塞桿(14)通過球鉸(9)與缸套(5)中的球鉸活塞(16)鉸接；十字頭(I)前端通過連桿(18)與曲柄(17)傳動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征在于:所述的十字頭⑴與中間拉桿⑵之間剛性固定連接沖間拉桿⑵與右端球鉸活塞桿(14)之間采用剛性固定連接；右端球鉸活塞桿(14)與球鉸活塞(16)之間采用可X、Y、Z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的球鉸(9)鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征在于:將安裝在導板(6)中的十字頭⑴后端與右端球鉸中間拉桿(12)同軸連接，再將右端球鉸中間拉桿(12)通過球鉸(9)與左端球鉸活塞桿(15)鉸接，左端球鉸活塞桿(15)與缸套(5)中的活塞(4)同軸連接；十字頭(I)前端通過連桿(18)與曲柄(17)傳動連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征在于:所述的十字頭(I)與右端球鉸中間拉桿(12)之間采用螺栓或其他剛性固定連接；右端球鉸中間拉桿(12)與左端球鉸活塞桿(15)之間采用可Χ、Υ、Ζ三個方向任意偏轉(zhuǎn)的球鉸(9)鉸接；左端球鉸活塞桿(15)與活塞(4)之間采用螺紋剛性固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征在于:將安裝在導板(6)中的球鉸十字頭(11)后端通過球鉸(9)與左端球鉸中間拉桿(13)鉸接，再將左端球鉸中間拉桿(13)與活塞桿(3)同軸連接，活塞桿(3)與缸套(5)中的活塞⑷同軸連接；十字頭(I)前端通過連桿(18)與曲柄(17)傳動連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，其特征在于:所述的球鉸十字頭(11)與左端球鉸中間拉桿(13)之間采用可X、Y、Z三個方向任意偏轉(zhuǎn)的球鉸(9)鉸接；左端球鉸中間拉桿(13)與活塞桿(3)之間采用卡箍或其他剛性固定連接；活塞桿(3)與活塞(4)之間采用螺紋剛性固定連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井泵十字頭至活塞的柔性連接方法，將十字頭、中間拉桿、活塞桿和活塞依次形成的三處剛性固定連接中的任意一處采用球鉸的鉸接方式，另外兩處仍采用原剛性連接方式。本發(fā)明方法，球鉸結(jié)構(gòu)允許被連接件在X、Y、Z三個方向做任意的偏轉(zhuǎn)運動，自動補償制造和安裝的誤差以及導板磨損等原因?qū)е碌母滋谆钊栴}，延長缸套活塞壽命，大幅提高鉆井泵產(chǎn)品質(zhì)量和鉆井作業(yè)工作效率。
【IPC分類】F04B53-00
【公開號】CN104595176
【申請?zhí)枴緾N201510038306
【發(fā)明人】周小明, 曾興昌, 唐文, 王亞麗, 廖剛, 梁勇
【申請人】寶雞石油機械有限責任公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月26日