1、國內(nèi)輕便鉆井泥漿泵

    輕便鉆井泥漿泵功率在956kW以下，主要配套于4kin以下鉆機，因此，輕便鉆井泵的市場前景基本依從于4kin以下鉆機的使用現(xiàn)狀和發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，我國擁有鉆機1000余臺，占世界鉆機總量的32%。在中國石油集團公司擁有的700余臺鉆機中，4kin以下的鉆機占總量的80%。平均新度系數(shù)僅為0.4，其中，48%的鉆機新度系數(shù)小于0．3；有500臺左右的鉆機服役10年以上，亟待更新，與之配套的鉆井泵相應(yīng)也需要更新。我國每年所鉆4km以下的井數(shù)為總井數(shù)的98.5%，4kin以下的進尺為總進尺的95.2%。目前，國內(nèi)外三缸單作用往復式鉆井泵存在的主要問題是：鉆井泵質(zhì)量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機的要求，制約鉆機的移運性；沖程短，沖次高，鉆井泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作，致使液力端壽命短；泵壓低，不能完全滿足鉆井工藝的需要；結(jié)構(gòu)不合理，部分強度冗余，部分剛度不足，可靠性低，難以滿足鉆機高可靠性要求；缸套壽命短，難以滿足鉆機高效率要求。

2、國外三缸鉆井泵的現(xiàn)狀

    ①美國三缸單作用鉆井泵系列  美國鉆井泵大量采用三缸單作用泵，生產(chǎn)廠家主要有LE—TOURNEAU ELLIS WILLIAMS公司、IDEC0公司、EMSC0公司和NATIONAL—OILWELL公司等，EMSC0公司的設(shè)計技術(shù)已由我國寶雞石油機械廠引進，并已形成F系列泵。各個公司輸入功率小于956kW(1300hp)的產(chǎn)品自成系列，IDEC0公司為T系列，LEWC0公司為T系列，NATIONAL—OILWELL公司為P系列。

    美國三缸泵的液力端，閥箱采用L型，閥箱的吸人閥和排出閥為分體結(jié)構(gòu)。吸入閥采用螺紋壓緊，其殼體與閥箱螺紋連接，球形吸入空氣包。泵機座多為焊接結(jié)構(gòu)，小齒輪用鍵固定在傳動軸上，大齒輪套安裝在曲軸上。曲軸采用直軸與偏心輪一起鑄造的結(jié)構(gòu)。采用雙列向心球面調(diào)心軸承。十字頭滑動面經(jīng)表面淬火磨削。齒輪采用斜齒或無槽人字齒輪。為了加強易損件的互換，閥腔和活塞桿制定了相應(yīng)的API標準。隨機輔助工具齊全，有閥座液壓拉拔器、液壓拆卸器、缸套拆卸器等。

    ②俄羅斯三缸鉆井泵的現(xiàn)狀  俄羅斯三缸鉆井泵起步較晚，發(fā)展較慢，至今在鉆井實踐中，仍大量采用雙缸泵。但其三缸泵已形成系列，而且發(fā)展勢頭較快。如俄羅斯石油鉆機主要生產(chǎn)廠家，烏拉爾重型機械制造聯(lián)合公司(J—I0“YaJiMam’’)計劃新建一個生產(chǎn)三缸泵的專業(yè)化分廠，將生產(chǎn)整體人字齒輪。俄羅斯現(xiàn)有4個功率級別的三缸泵，即600kW、800kW、950kW和1180kW(主要參數(shù)略)。俄羅斯三缸泵的液力端，閥箱采用l型直通式和L型，閥箱吸人閥和排出閥不是分體結(jié)構(gòu)，而是一體式液力模塊。L型閥箱又有吸人閥在前、排出閥在后的常規(guī)型和吸人閥在后、排出閥在前的變L型結(jié)構(gòu)。吸入閥采用液力壓緊裝置，不依靠螺紋壓緊，壓緊裝置內(nèi)充滿液壓油，其殼體與閥箱螺紋連接。排出閥用冠形螺紋壓蓋壓緊。閥盤以錐面和端面與閥座接觸，閥盤質(zhì)量較輕，接觸應(yīng)力較小。閥膠皮保證可靠的密封�；钊�一缸套之間有獨特的水封裝置，噴淋冷卻管有鉸鏈裝置，可提高可靠性，減少機修時間和使用費用。噴淋泵的開關(guān)與鉆井泵傳動機組聯(lián)鎖，電動泵未啟動，鉆井泵不能啟動，以保護主泵。缸套采用離心澆鑄的雙金屬毛坯或雙金屬軋制鋼管制造。外層是中碳結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)層為高鉻耐磨不銹鋼。內(nèi)層的金相組織為細針狀馬氏體和部分殘余奧氏體。使用壽命為500h左右，最高可達800～900h。為了方便用戶，減少易損件規(guī)格，制造的600kW、800kW、950kW及1180kW泵的缸套可以通用�；钊麎勖�平��300h左右，最高600～800h。閥盤和閥座的壽命200-300h，最高600h。吸人空氣包有球形及筒形2種。動力端機座有鑄件和焊接件，傳動采用小螺旋角斜齒輪傳動和寬槽人字齒輪。曲軸是由鑄造的偏心輪套在直軸上組成的。采用雙列圓錐滾子軸承。十字頭滑動面經(jīng)表面淬火磨削。介桿采用雙室密封。隨機輔助工具齊全，有閥座液壓拉拔器、液壓拆卸器、缸套拆卸器等。

    俄羅斯三缸泵易損件的使用壽命較低。與先進水平相比，尚有差距。然而，由于其三缸泵多數(shù)運轉(zhuǎn)速度較小(如額定速度為135r／min的泵，經(jīng)常以70～80r／min運轉(zhuǎn))，而且傳動可以調(diào)速，因此，泵的功效發(fā)揮較好。

3、研究內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)

    鉆井行業(yè)的發(fā)展方向是提高時效、降低成本和采用能夠降低成本的新工藝、新技術(shù)和新 裝備。運用高速高壓噴射鉆井工藝是這一趨向的必然選擇。高速由高可靠性的鉆機來保證，高壓噴射則由高可靠性的鉆井泵來保證。鉆井泵要適應(yīng)鉆井工藝技術(shù)，特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平井等新工藝、新技術(shù)的要求，將進一步向大功率、大排量和高泵壓方向推進，其性能水平和使用壽命直接影響鉆井速度和生產(chǎn)成本，同時作為野外重要設(shè)備，工作條件十分惡劣，工況也異常復雜，對鉆井泵的可靠性和安全性提出越來越高的要求。決定鉆井泵易損件壽命和工作效率的參數(shù)為泵沖次、沖程、排出壓力和吸入壓力。這些參數(shù)與有關(guān)壽命之間的關(guān)系是指數(shù)函數(shù)。實踐表明，鉆井泵80%的故障是由于缸套活塞組的磨損引起的。