泵設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

1.課題的意義泥漿運(yùn)輸是許多行業(yè)日常作業(yè)的一個(gè)必不可少的一道工藝，如礦山、選礦、灰渣的搬運(yùn)以及軋鋼等，這些行業(yè)對(duì)泥漿泵的要求很高，尤其是在由磨損引起的維修和維護(hù)方面發(fā)生的費(fèi)用很高。在這個(gè)系列的水泵中，所有的磨損件都采用硬質(zhì)高鉻鑄鐵制成，從而提供安全磨損保護(hù)。另外泥漿泵是在鉆探過(guò)程中，向鉆孔輸送泥漿或水等沖洗液的機(jī)械。泥漿泵是鉆探機(jī)械設(shè)備的重要組成部分。它的主要作用是在鉆進(jìn)過(guò)程中將泥漿隨鉆頭鉆進(jìn)注入井下，起著冷卻鉆頭，清洗鉆具、固著井壁、驅(qū)動(dòng)鉆進(jìn)，防止井噴，并將打鉆后巖屑帶回地面的作用。在常用的正循環(huán)鉆探中， 泥漿泵是將地表沖洗介質(zhì)清水、泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下，經(jīng)過(guò)高壓軟管、水龍頭及鉆桿柱中心孔送入鉆頭的底端，以達(dá)到冷卻鉆頭、將切削下來(lái)的巖屑清除并輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的，在吸入和排出閥的交替作用下，實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán)沖洗液的目的。泥漿泵的工作條件十分惡劣，它們所輸送的介質(zhì)泥漿比重大，粘度高，磨礪性強(qiáng)，腐蝕性強(qiáng)，并且在較高的壓力下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，受到交變載荷的作用，一年四季野外露天作業(yè)，零部件極易損壞。而且隨著工作要求的增加以及泵壓裂之類(lèi)高壓技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)性能更好的泵的需求正與日俱增。使用泥漿泵鉆井已有100多年歷史。早期泥漿泵的功能僅在于循環(huán)泥漿、冷卻井底、攜帶巖屑和井壁形成泥餅。在40年代末, 采用了噴射式鉆井以及后來(lái)的井下動(dòng)力鉆具鉆井, 利用高壓泥漿的沖蝕力輔助破碎巖石可以加快鉆井速度, 利用泥漿的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)井下渦輪鉆具也可以代替轉(zhuǎn)盤(pán)鉆井, 從而擴(kuò)大了泥漿泵的功能與使用范圍, 同時(shí)也要求泥漿泵的功率與壓力不斷提高。從70年代到80年代, 先后出現(xiàn)了許多深井與超深井, 也對(duì)泥漿泵的功率與壓力提出了更高的要求。就提高泥漿泵的性能方面來(lái)說(shuō)還存在問(wèn)題，為迅速解決這些問(wèn)題，急切需求實(shí)際的知識(shí)。2.國(guó)內(nèi)外研究狀況自上世紀(jì)初，采用旋轉(zhuǎn)鉆井工藝以來(lái)，雙缸雙作用泵便開(kāi)始應(yīng)用，最早采用蒸汽驅(qū)動(dòng)，上世紀(jì)三十年代以后改為柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。直到六十年代初，所有的泥漿泵都是雙缸雙作用泵。隨著井深的增加，要求鉆井泥漿泵有更高的壓力，雙缸雙作用泵已不能滿足，于是六十年代初出現(xiàn)了三缸單作用柱塞泵。雖然泵壓提高了，但由于功率和排量較低，而大直徑柱塞密封問(wèn)題難以解決，使三缸單作用泵的使用受到限制。1996年美國(guó)納雄耐爾（National）公司，在兩種泵基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造出世界上第一臺(tái)1300馬力的三缸單作用活塞泵。并且世界上有90%的國(guó)家都已經(jīng)使用。我國(guó)于1957年在國(guó)外的技術(shù)基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)了350-600馬力的雙缸雙作用泵，1976年，由蘭州石油機(jī)械研究所生產(chǎn)了800馬力的單缸雙作用泵，上海，青州等研究所也投入研究生產(chǎn)?，F(xiàn)今工業(yè)界的一般注意力已轉(zhuǎn)到離心泵方面。泥漿泵的發(fā)展趨勢(shì)將是向著壓力高，排量大，體積小重量輕的目標(biāo)發(fā)展。泥漿泵早期的典型結(jié)構(gòu)是雙缸雙作用泵, 這種泵使用比較可靠, 但是體積大、重量重、效率低、壓力波動(dòng)大, 不能滿足海洋鉆井的需要, 所以到60年代中期, 研制了三缸單作用泥漿泵。這種泵的優(yōu)點(diǎn)在于體積小、重量輕、效率高、壓力波動(dòng)小, 特別適用于海洋鉆井。三缸單作用泵經(jīng)過(guò)20多年來(lái)的不斷改進(jìn)與完善, 在性能上、結(jié)構(gòu)上、可靠性、適應(yīng)性與經(jīng)濟(jì)性等方面, 已經(jīng)比較成熟, 使用效果顯著, 它有可能完全代替雙缸泵。目前, 在世界范圍內(nèi)泥漿泵技術(shù)發(fā)展, 美國(guó)處于領(lǐng)先地位。美國(guó)不僅制造泥漿泵的廠家較多（有20多家公司生產(chǎn)泥漿泵）, 而且泥漿泵科研項(xiàng)目水平高, 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎, 制造質(zhì)量較好, 銷(xiāo)售范圍也很廣。蘇聯(lián)三缸泵研制與使用較晚, 盡管也研制了1000、1300、1600馬力三缸泵, 但使用數(shù)量還未占絕對(duì)優(yōu)勢(shì), 雙缸泵仍占有一定比例。羅馬尼亞盡管生產(chǎn)系列三缸泵, 但在研究與改進(jìn)結(jié)構(gòu)方面發(fā)展不快, 在三缸泵參數(shù)上還保持高沖數(shù)。3.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的題目為中比轉(zhuǎn)數(shù)泥漿泵的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容為通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外泥漿泵發(fā)展?fàn)顩r的了解，中國(guó)、美國(guó)及俄羅斯等國(guó)生產(chǎn)的鉆井泥漿泵現(xiàn)狀進(jìn)行分析,說(shuō)明目前國(guó)內(nèi)外鉆井泥漿泵主要存在5方面的問(wèn)題。即鉆井泵質(zhì)量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機(jī)的要求,制約鉆機(jī)的移運(yùn)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；泵壓偏低,不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要；結(jié)構(gòu)不合理,部分強(qiáng)度冗余,部分剛度不足，可靠性低，難以滿足鉆機(jī)高可靠性要求；缸套壽命短,難以滿足鉆機(jī)高效率要求。文章闡述了對(duì)輕便鉆井泥漿泵應(yīng)進(jìn)行研究的關(guān)鍵內(nèi)容以及制造泥漿泵應(yīng)采用的新技術(shù)和新方法。最后指出了輕便鉆井泥漿泵的發(fā)展趨勢(shì)是,降低額定沖數(shù)；增長(zhǎng)沖程。隨著鉆井工藝技術(shù),特別進(jìn)一步向大功率、大排量和高泵壓方向推進(jìn)。如今通過(guò)對(duì)鉆井泵的設(shè)計(jì)，除了對(duì)所設(shè)計(jì)課題有所了解，同時(shí)也鞏固了所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，并要求自己在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛴幸恍﹦?chuàng)新的設(shè)計(jì)思想。本次主要的設(shè)計(jì)任務(wù)如下：（1）完成泵的水利設(shè)計(jì)和主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）完成泵軸的強(qiáng)度校核；（3）完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；（4）完成不少于3張零號(hào)圖紙的繪圖工作量，其中手繪圖紙的工作量不少于1張1號(hào)圖紙；（5）完成外文翻譯一份。外文資料的長(zhǎng)度應(yīng)不少于15000字符；（6）完成開(kāi)題報(bào)告一份，長(zhǎng)度不少于1000個(gè)漢字。4.所采用的方法、手段及步驟等（1）查閱有關(guān)于課題的資料以及圖書(shū)閱覽室查閱期刊、各種工業(yè)和石油手冊(cè)等。（2）首先完成外文翻譯和開(kāi)題報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，通過(guò)查詢資料學(xué)習(xí)對(duì)所學(xué)習(xí)的課題有個(gè)全面的了解。（3）由以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)根據(jù)已知參數(shù)，按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)行泵結(jié)構(gòu)的計(jì)算和設(shè)計(jì)、繪圖等。5.階段進(jìn)度計(jì)劃第1周第2周：查閱課題的相關(guān)資料，對(duì)課題有初步的了解，了解泵的基本結(jié)構(gòu)。完成外文翻譯；第3周第4周：完成開(kāi)題報(bào)告，了解泥漿泵的設(shè)計(jì)意義及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r；第5周第6周：初步的設(shè)計(jì)計(jì)算，即泵基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定和離心泵的水力計(jì)算； 第7周第8周：使用autoCAD進(jìn)行初步繪圖，確定圖幅和所畫(huà)內(nèi)容；第9周第10周：繪圖過(guò)程中驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算的合理性，同時(shí)完成裝配圖零部件等結(jié)構(gòu)的選用和設(shè)計(jì)。第11周第12周：完成繪圖，在老師的指導(dǎo)和就正中進(jìn)行修改。第13周第14周：進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，鍵和聯(lián)軸器的校核，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的書(shū)寫(xiě)；第15周第16周：修改完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯。參考文獻(xiàn)1 姜培正主編.過(guò)程流體機(jī)械M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001.2 李世煌，吳桐林等編譯.水泵設(shè)計(jì)教程M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1990.3 馬大謀主編.煉油設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)M. 烴加工出版社4 沈?qū)W海編著.鉆井往復(fù)泵原理設(shè)計(jì)M.