[实用新型]钻井用五缸泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油和天然气钻井设备和其设备的安装方法，尤其涉及一种钻井用五缸泵。

背景技术

目前，国内外油田使用的钻井泵几乎都是三缸钻井泵。传统三缸钻井泵如图1所示：通常采用人字形齿轮传动，该传动结构主要包括小齿轮轴03、小齿轮01、曲轴07和人字形齿轮05；小齿轮01设置在小齿轮轴03的中部，小齿轮轴03两端设有支撑轴承02将小齿轮轴03支撑在机架04上，同时小齿轮轴03还与电机（图中未画出）相连接。曲轴07的两端设有支撑轴承06将其支撑在机架04上。人字形齿轮05布置在曲轴07的中间部位，所述人字形齿轮05与小齿轮轴03上的小齿轮01啮合，带动曲轴07旋转。

此种传动结构的钻井泵存在以下缺陷：

（1）由于人字形齿轮05离曲轴07两端的支撑轴承06距离远，所以工作时支撑轴承06受力大，使用寿命短；

（2）由于人字形齿轮05离曲轴07两端的支撑轴承06距离远，曲轴07受到的剪切应力、扭矩以及弯矩都较大，长期使用后，曲轴07容易变形造成人字形齿轮05与小齿轮轴03上的小齿轮01啮合不好；为了增加曲轴07的刚度和强度，人们往往需要增大曲轴07的直径，这就造成钻井泵体积大、成本高； 

（3）由于人字形齿轮05布置在曲轴07的中间，人字形齿轮05占据的空间较大，整个三缸泵的缸间距无法缩小，造成传统钻井泵体积大、质量重、成本高；

（4）三缸泵的相位差为120度，脉动大，会给钻井现场造成较大震动。钻井泥浆液的压力波动较大，为了平息这种波动，就需要额外增加氮气包。

为了克服上述第（4）点中的缺陷，解决传统三缸泵脉动大的问题，人们正着力于研制出五缸泵，甚至更多缸数的钻井泵。然而由于前述（1）、（2）、（3）缺陷的存在造成三缸钻井泵的体积和质量非常大，在钻井现场占用空间较大。在石油钻井现场，自然环境非常恶劣，可以有效利用的空间非常小，需要特别紧凑的空间布局。现有的钻井泵结构给石油钻井现场布局带来了非常大的麻烦， 如果人字形齿轮布置结构还用在五缸泵上，则更加会使钻井泵的占用空间较大。同时由于钻井泵的体积和重量大，也不利于运输。

另外，现有技术中的钻井泵的齿轮和曲轴之间一般采用键连接，用以固定齿轮和曲轴之间的径向定位。此种齿轮与曲轴之间连接方式也存在着以下的缺点：

1.齿轮和曲轴之间采用键连接，齿轮在安装和拆卸时较困难；

2.由于是采用两对齿轮同步驱动曲轴，则要求两对齿轮副同步啮合性好，采用键连接不便于圆周方向调节齿轮副的间隙，很难实现两对齿轮同步啮合：

3.在齿轮安装到曲轴上后，为保证齿轮副的同步啮合，常常需要不断的修磨连接键，以达到装配要求，对于连接键的修磨不仅要求装配工人技术高超，而且修磨过程也会浪费大量时间。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种脉冲小、运行平稳、结构紧凑、体积小、质量轻、使用寿命长，同时装配或者拆卸都很方便的石油钻井用五缸泵。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种石油钻井用五缸泵包括机架、设置在机架上的曲轴、固定在机架上的电机、与电机相连接的小齿轮轴；所述小齿轮轴的两端分别设有小齿轮；所述五缸泵的各个缸之间的曲轴上均设有支撑曲轴的轴承；所述曲轴的两端设有两个斜齿轮，且所述两个斜齿轮齿形的旋向相反，且斜齿轮和曲轴之间采用胀紧套连接；所述斜齿轮的端面上设有阶梯孔，阶梯孔的大孔为胀紧套安装孔，阶梯孔的小孔为曲轴的安装定位孔，同时阶梯孔的小孔位于斜齿轮的内端面；斜齿轮的外端面还设有压板，压板通过螺栓与斜齿轮连接，并且该压板与胀紧套的外端面上的螺栓相抵；所述斜齿轮的端面上还设有腰型孔，螺栓穿过该腰型孔将斜齿轮与曲轴连接；所述曲轴上的两个斜齿轮分别和小齿轮轴上的小齿轮相互啮合传动。

采用以上结构， 将现有技术中的人字形齿轮用两个齿形旋向相反的斜齿轮代替。即可以实现将齿轮安装在曲轴的中部变成将齿轮安装在曲轴的两端，五缸泵的各个缸之间不再需要留人字形齿轮的安装位置，从而大大节约了缸间距，使整个五缸泵的尺寸缩小了很多。所述五缸泵各个缸之间的曲轴上均设有支撑曲轴的轴承，使曲轴的受力更均匀，不易变形，斜齿轮和小齿轮之间的啮合效果好。同时，也不需要因为现有设计中的曲轴结构容易变形，而去刻意增大曲轴的直径，避免不必要的增大五缸泵的尺寸。整套五缸泵组结构更紧凑，该五缸泵组相对传统相同功率的三缸钻井泵组，体积减少50%，重量减轻50%，而且本实用新型的五缸泵脉冲小、振动小，进而钻井用的泥浆液的压力变化小，不再需要配置专门的空气包。