摘要：钻井泵工作状态的好坏直接影响到石油钻井作业的安全、质量和效益。为了确保钻井泵的正常工作和钻井生产的顺利进行,从现象到本质分析钻井泵主要故障发生的原因、危害,并阐述修理方法,有利于延长钻井泵的大修周期和使用寿命,有利于提高钻井设备的维修和管理水平。目前石油钻机柴油机钻井泵的传动装置，多采用的是液力变矩器形式。变矩器传动效率低，燃油消耗过高，额定泵压低。为克服这些缺点，对现有的驱动钻井泵的传动装置进行改造显得非常必要。
关键词： 石油钻机；柴油机钻井泵；传动装置；大修周期；使用寿命
一、钻井泵构成
钻井泵是由动力端与液力端组成。钻井泵动力端主要由机体、曲柄总成、曲柄连杆、传动轴总成、十字头总成、人字齿轮副、传动轴轴承、主轴承、连杆大小头轴承组成。钻井泵动力端工作原理也和传统的往复粟工作原理一样,由柴油机或者电动机通过链传动或者带传动把动力传到传动轴,传动轴通过人字齿轮把动力传给曲轴,然后通过曲柄连杆与十字头相连,把旋转运动转换成水平方向的往复运动,最后把动力传到液力端的活塞,以至于液力端的阀芯有规律的开启和关闭,完成吸液排液的工作。
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图1 钻井泵结构示意图
二、改造方案
1．改造内容 （1）采用高效安全型液力耦合器减速箱取代液力变矩器变速箱，提高传动效率。（2）由高效免维护球笼式万向轴取代低效需维护的十字轴式万向轴，降低维护成本。（3）增强机泵组完成全井工作能力，完井时由双泵机组改为单泵机组进行。（4）改进带泵轴气囊离合器支撑结构。
2.技术指标（1）柴油机额定转速为1500r/min。（2）若钻井液重度为1.2，柴油机转速为1300r/min的情况下，F-1300钻井泵的冲数为110冲，泵压和排量分别为缸套为190mm时，泵压为10.98MPa，泵排量为48L/s。
三、技术设计
1.液力耦合器的选型（1）额定输入功率：735~1100kW。（2）额定输入转速：1300~1500r/min。（3）额定滑差：3%~5%。（4）工作油温：<110℃。（5）液力传动油环境温度>-20℃：6号或8号；环境温度≤-20℃：8号。（6）齿轮箱减速比：1.2~2.58。（7）冷却方式：联合风冷。（8）外型尺寸(长×宽×高)：1336mm×1280mm
×1945mm。
2.万向轴的选型（1）公称扭矩：109000N·m。（2）疲劳转矩：40000N·m。（3）额定转速：1500r/min。（4）允许转角：10°。（5）最佳转角：小于或等于5°。（6）伸缩量：-40~+30mm。
3．气囊离合器支撑结构改进特点。气囊离合器支撑结构改进的最大特点是取消了摩擦鼓内部的支撑轴承，带泵轴与摩擦鼓完全脱离。
四、经济效益
钻井泵在钻井过程中起到至关重要的作用。针对现有钻井泵传动装置的机械效率较低，单台钻井泵满足不了钻井要求，带泵轴易断轴的不足，运用液力耦合器减速箱作为柴油机驱动的钻井泵传动装置，并改变原有带泵轴气囊离合器的安装调整方法。
1.投资少。改造一部钻机需投资74万元，钻机的原值为1720.90万元，技术改造投资仅占钻机原值的4.3%。2.回报高。泵组改造前，钻机共钻井18口，每口井平均成本为200万元，没有利润。2009年钻机改造后，平均每口井利润为100万元，若按年18口井产量计算，年可创利润为1800万元。3.消除故障，降低维修费用。机泵组传动系统改造后，可提高钻机的完好率，节约修理费用，年至少节约修理费为15.71万元。4.提高系统效率。机泵组传动系统改造后，提高机械传动效率25.5%。综上所述，钻机改造后累计年创经济效益约1815.71万元以上，当年可收回投入的技术改造费用148万元。在油田使用至今反映良好，每口油井的柴油平均消耗量得到降低，经济效益显著。
五、结束语
钻井泵工作状态的好坏直接影响到石油钻井作业的安全、质量和效益。为了确保钻井泵的正常工作和钻井生产的顺利进行,从现象到本质分析钻井泵主要故障发生的原因、危害,并阐述修理方法,有利于延长钻井泵的大修周期和使用寿命,有利于提高钻井设备的维修和管理水平。
参考文献：
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2.陈阁,马云鹏,罗军,金志雄.钻井泵主要故障诊断与分析[J].甘肃科技.2009(17)
3.罗军,王峰,李炎伟,王部队.电动液压钻井泵主轴承拆卸装置的研制与应用[J].甘肃科技.2009(05)