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专为油田二次采油工艺开发的新型注水泵 |
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作者：上海航天动力科技工程有限公司 |
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3ZB、5ZB型系列注水泵上海航天动力科技专为油田二次采油工艺开发设计的一种具有自主知识产权的往复式柱塞泵。该系列注水泵结构合理、运行平稳、噪音小、效率高，输出功率大、操作安全可靠、维修方便。注水泵为整体橇座结构，体积小，重量轻,便于吊装和安装。 
注水泵外形图
先进的技术特点：
1. 5缸泵采用五曲柄三轴承支撑，3缸泵采用三曲柄二轴承支撑；
2. 机架为整体铸造结构，材料为HT250，滑道部分经过特殊热处理，提高滑道作为摩擦副的机械性能；
3. 曲轴为整体QT900~2球墨铸铁铸造，有很高的承载能力和疲劳强度，同时由于球墨铸铁有良好的润滑性，所以可延长轴瓦使用寿命而且可以在润滑不良的情况下防止轴瓦抱死；
4. 十字头外圆浇注巴氏合金，提高摩擦副的比压强度，延长机架的使用寿命；
5. 连杆瓦采用复合材料连杆瓦，其内表面所涂高效耐磨涂层，可以有效延长轴瓦使用寿命；
6. 动力端中各摩擦副的润滑，靠曲轴转动形成飞溅润滑足以保证动力端的正常运行。润滑油牌号：CC15W/30或CD15W/40柴机油。
五缸泵曲柄连杆机构
注水泵核心技术——液力端
注水泵核心技术液力端结构形式
液力端结构形式主要有：水平直通阀结构、立式直通阀结构。
上海航天动力生产的注水泵液力端结构采用水平直通式结构，过流部分根据介质的不同采用2Cr13/1Cr18Ni9Ti不锈钢材料，具有良好的防腐性能。
水平直通式结构的优点：
1.组合式吸排阀采用水平安装方式，具有维修时拆装方便、快捷的特点，劳动强度小，工作效率高。
2.液缸体内高、低压区域是独立分开的，不会产生交变应力，避免注水泵在使用过程中液缸体开裂现象。
3.阀组件的结构及特点。
注水泵核心技术液力端阀组件
注水泵阀体结构形式
不同结构阀的适用范围
1.板阀：适用于输送水或物理性质类似于水的介质；
2.阀：由于刚度较大，主要适用于高压、超高压泵；
3.阀：属于自重阀，阀板惯性力大，适合输送粘度高的液体，主要用于泵速小于150次/分钟的小流量泵；
4.属非金属组合锥阀：主要用于输送尾矿浆、灰浆、泥浆等浆体类介质。
注水泵核心技术液力端阀组件特点
1.入阀板采用尼龙材料，质量较轻，能保证及时关闭，减少了阀板的冲击力，降低了撞击噪音。介质中含有较小的颗粒时，也不影响阀的正常工作，有效提高阀的使用寿命。
2.出阀板采用不锈钢材料但与阀座有合理的硬度差，并设置有导向保证阀板与阀座有很高的同轴精度，使阀关闭时不致歪斜。
3.板与阀座密封面有较高的光洁度，并在安装时进行对研。对研后进行密封试验，注入煤油后，3～5分钟内不得有任何泄漏。
4.使用寿命达到了无故障运行3000h，允许修复5000h。
注水泵核心技术液力端柱塞组合
柱塞是注水泵中非常重要的零件，柱塞质量对柱塞及填料的使用寿命有决定性的影响，公司为了保证柱塞质量主要采取了以下措施。
1.柱塞直径大于50mm时采用空心结构设计以减轻重量，并且在制造上保证柱塞有良好的对中性，以避免对填料的偏磨。
2.柱塞表面喷涂适合油田污水介质的镍基合金，硬度HV>780，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
3.采用超音速火焰喷涂技术，提高柱塞表面喷涂质量。
喷涂层重熔采用次高频感应加热，较火焰重熔具有加热均匀，溶解充分，结合强度高，能有效提高柱塞表面涂层的致密性、结合强度、耐磨性和耐腐蚀性，表面硬度＞HV780，表面粗糙度达到Ra0.2，提高了柱塞耐磨性，使柱塞的使用寿命由原来的1500h提高到2500h。
超音速火焰喷涂与火焰喷涂工艺的主要性能比较：
注水泵核心技术 液力端填料
注水泵对填料的要求主要是：密封可靠、泄漏量小，使用寿命长； 摩擦、磨损少，消耗功率少。
注水泵填料的种类及其优缺点：
1.纤维盘根：由碳纤维编织而成，自润滑性能较好，但其强度低，在泵压力超过20MPa时寿命非常短，一般在泵压力小于16MPa时采用。当 泵压力＞16MPa时，采用强度相对较高，自润滑性能较好的增强型碳纤维盘根。
2.芳伦盘根：强度很高，能耐高泵压，但自润滑性能差，反而使柱塞磨损严重，在注水泵上较少采用。
3.纶组合式填料：基础材料为芳纶5号，增加填料的润滑剂含量，减小摩擦系数，增加回弹力，使填料的性能和质量得到很大提高。具有耐磨蚀、使用寿命长等特点。其本身具有良好的化学稳定性，而且耐热性能良好，可在-15～＋120℃的条件下安全使用。在每个填料之间设置有填充四氟隔环，有利于每个填料均匀压紧，还可以起到辅助润滑的作用，填料寿命由原来的750h提高到1200h。
注水泵主要零部件材料：
优化选择泵技术参数
连杆比大小不仅影响泵的外形尺寸而且与泵的流量脉动有关，连杆比越大泵的外形尺寸越小但泵的流量脉动越大，反之则泵的外形尺寸越大但泵的流量脉动越小，所以连杆比是一个影响泵外形尺寸及性能的关键数据之一。
柱塞数量、连杆比与流量脉动的关系详见下表：
1.多作用往复泵流量的均匀程度显然要比单作用泵强；
2.作用数K越大，流量越均匀；
3.奇数K的往复泵比偶数K的往复泵的流量均匀。
限制高泵速的原因
提高往复次数可以减小行程和柱塞直径，从而减小泵的外形尺寸，但提高泵速有以下限制因素：
1.产生汽蚀，水击和脱流现象，降低吸入性能。
2.阀迟滞造成的容积损失；
3.阀撞击更为严重，引起噪声增大；
4.高泵速后，不但惯性力增大，所有承力件承受交变载荷频率增高，影响机件的疲劳寿命。
5.低易损件寿命。
注水泵型号规格的编制
公司目前是按国家标准GB/T11473规定的往复泵编号规则编制注水泵型号，即能够反映泵特性、用途、主要参数（流量、压力）具体事例如下：
5 Z B – 25 / 203 ZYB – 6 / 30
5——缸泵(柱塞数) 3——缸泵(柱塞数)
ZB——注水泵 ZYB——压注水泵
25——额定流量（m3/h） 6——额定流量（m3/h）
20——额定排出压力(MPa) 30——额定排出压力(MPa)
产品应用：
上海航天动力具有生产400kW以下各种低压启动柜、控制柜能力，产品随公司泵销往油田、矿山、煤化工等领域。如长庆油田、延长油田、塔河油田、吐哈油田、华北油田等。
公司生产的控制柜具有进出口压力、动力箱油温（油位）、轴承（绕组）温度、过载、缺相等监控及控制功能，可根据用户需求设计生产；
公司根据油田注水需求设计开发恒压（恒流）注水控制系统已在油田注水系统成功应用，另外，我公司开发的远程控制及视频监控系统已在煤矿井下成功应用；
如果用户自行采购控制柜，我公司泵组在出厂时预留有传感器接口，电机如需检测轴承（绕组）温度，应在合同或技术协议中注明。(end)
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(9/8/2012) |
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