油田用高壓往復式注水泵多采用帶外置式減速機、臥式三柱塞或五柱塞的電動往復泵。減速器獨立于泵與電動機之外,齒輪傳動產(chǎn)生的徑向力由獨立的外置式減速器承擔;通過減速器傳遞給曲軸的只有單純的轉(zhuǎn)矩,不會有額外的附加徑向力,這樣就消除了由于內(nèi)減速或側(cè)掛式減速裝置而增加曲軸中部或單端的附加徑向力,改善了曲軸的受力情況。
(1)倒強制潤滑及大推力柱塞 通過對泵結(jié)構(gòu)、工藝、材料的改進,使同樣行程的往復泵的額定柱塞推力提高50%以上,從而使泵速降低30%以上。降低泵速有利于提高泵易損件壽命、降低泵的噪聲及振動、大幅度提高泵的可靠性。
對柱塞推力超過7t及進口壓力較高的泵動力端采用倒強制潤滑系統(tǒng)(壓力油沿機座的兩側(cè)進人十字頭至十字頭銷至連桿大頭軸瓦潤滑),正好與通常的潤滑油走向相反,多缸泵倒?jié)櫥節(jié)櫥偷竭_每個潤滑點的線路最短,曲軸上不必打油孔,提高了曲軸承載能力。十字頭處在壓力潤滑狀。通常曲軸一端輸入潤滑油(也稱正潤滑)潤滑路程長,十字頭基本不在壓力潤滑狀態(tài)且輸油口密封易漏。
曲軸采用優(yōu)質(zhì)合金鋼調(diào)質(zhì)處理,無油孔,其承載能力比45鋼正火處理的有油孔曲軸提高20%~50%以上。另外,曲軸兩端主軸頸可增加可拆卸滾動軸承的油孔。從油孔注入高壓油產(chǎn)生擴張作用使?jié)L動軸承會自動卸下。
通過產(chǎn)品的實踐表明,采用大推力、低泵速的設計思想,倒強制潤滑可提升曲軸強度并可使泵速降低約30%~50%;液力端采用新型組合閥、組合式雙導向自封型密封有利于泵易損件壽命的提高,同時泵速的降低可減少泵運行噪聲振動,泵連續(xù)可靠運轉(zhuǎn)周期大幅度提高.
(2)十字頭采用鋅鋁合金材料 由于鋅鋁合金材料與油有十分良好的粘附力,加上整體重量小,因而其磨損量極低,運動慣性力減小。通過長期運行試驗得知,其磨損比球墨鑄鐵十字頭小,設計壽命在10年以上。球鐵十字頭盡管其價格便宜但容易磨損機座上的十字頭導軌,導致機座損壞。十字頭油密封則采用雙向密封以防油進入柱塞端。
(3)曲軸軸端的密封改進 原使用的骨架式油封經(jīng)常損壞,更換時要卸去熱套的聯(lián)軸器,如不更換又造成漏油現(xiàn)象。我們改良結(jié)構(gòu)是采用填料密封,密封泄漏時,只需壓緊填料壓蓋或更換填料,不必拆卸半聯(lián)軸器。
高壓往復注水及增壓泵的結(jié)構(gòu)必須掌握苛刻工況和現(xiàn)場操作維護管理條件。以便產(chǎn)品在性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)及選材上具有相應的可靠性、創(chuàng)新性、有效成熟性、維修保養(yǎng)方便性等諸多對策,泵機組配套出廠時,全部機組裝在組合公共底架;用戶安裝時將公共底架就位于基礎上接管即可。
高壓往復泵增加動力端潤滑油控制油壓力,可通過系統(tǒng)控制柜進行檢測顯示、報警連鎖。配套可在DCS進行控制的流量調(diào)節(jié)器。