[发明专利]反压泥浆泵

说明书

一种往复式杂质泵，特别是石油开发中使用的泥浆泵。该泵在泵送泥浆时推动泥浆的活塞前后端受力与现有泥浆泵方向相反，即活塞的泥浆端压力小于活塞另一端，且活塞前后压差很小，这样就基本消除了介质中杂质对泵的影响。该泵包括：缸套中的前活塞（104a），后活塞（104b），传压液（203），限距装置（204）。限距装置（204）的作用是在后活塞（104b）向后拖动、补充传压液时限制2个活塞间的距离。泵送泥浆时由于前活塞（104a）的传压液端压力大于泥浆端,当活塞和缸套因磨损而产生松动时，泥浆不会向另一端渗或喷射出而“刺”伤活塞与缸套，大大地延长了其使用寿命。后活塞（104b），由于只和传压液接触，其损坏情况更是和往复式油泵或水泵相同。

技术领域

本发明涉及到一种往复式杂质泵。特别是钻井工程中所使用的泥浆泵。

背景技术

现在广泛应用的往复式杂质泵，包括钻井工程中所使用的泥浆泵，无论是三缸单作用泵还是双缸双作用泵，一般都是用机械动力带动曲柄连杆直接推动活塞，活塞推动介质使压力升高从而达到泵送介质的目的。但由于活塞与缸套间的摩擦磨损，使二者间不可避免的产生一些松动（“磨损阶段”）。由于活塞前后间压差极大(约几十兆帕），介质中所含固体颗粒（杂质）就会在强大的压力下从松动处随介质进入缸套与活塞间。固体颗粒的进入将大大加快缸套与活塞的磨损，从而使缸套与活塞更加松动并可能产生局部间隙，从而进入的固体颗粒更多、更大（“急剧磨损”阶段），当活塞的磨损和介质的高压挤压使其产生一条前后贯通的间隙时，介质（泥浆）就会在强大的压力下喷射而出，介质中的固体颗粒高速冲击所经过的一切地方，使缸套和活塞被“刺”出一个个大洞而报废（“‘刺'”穿阶段）。(“刺”是一种行业语言,形象地指缸套和活塞被介质中的固体颗粒高速冲击出的一个个大洞象被刀“刺”出来的。)缸套与活塞不仅很贵，更重要的是更换时间长，影响钻井工作的正常进行。在现场使用中，有时就有出现损坏的泵没修好，换用的备用泵也同时损坏了，此时井内无法循环,甚至可能造成整口井报废和钻具损毁。

还有一种液压泥浆泵，是通过液压缸中的活塞杆推动往复杂质泵缸套中的活塞；或将液压马达作为回转动力输入，推动杂质泵缸套中的活塞,其驱动方式与机械泵相仿。这种泵在现场还没能广泛应用，但和上述的机械传动泵一样，活塞前后存在巨大压差，如果应用，其效果是一样的。

上述机械式往复泵及油缸和液压马达驱动的液压往复泵，都是必须有活塞杆的，我们可称其为“有杆式”往复泵或简称为“有杆泵”。

往复式油泵或水泵的缸套与活塞虽然也有“磨损阶段”，但因介质中没有固体颗粒，故而没有“急剧磨损”与“‘刺'”穿阶段，因而使用寿命长得多。

发明内容

本发明的目的是提供一种在杂质泵工作时可以使推动介质的活塞前后端受力与现在使用的泥浆泵活塞受力方向相反,即活塞的泥浆端压力小于活塞另一端，（这即反压泵名称的由来），且活塞前后压差很小（仅为现有泥浆泵活塞的几十甚至百分之一）泥浆泵。当该泵的活塞和缸套因磨损而产生松动时，所泵送的介质不会向外渗出，故而不会产生急剧磨损现象。即使活塞产生贯穿性间隙，由于所泵送的介质压力小于传压液的压力，介质也不会喷射出而“刺”伤活塞与缸套。这样就可以极大的减少杂质泵中杂质对泵的影响，而使其损坏基本类似于往复式油泵或水泵（随所使用的传压液而不同）。