设计计算无液力平衡增压注水泵的结构设计戴志刚（大港油田集团中成机械制造有限责任公司）设计是：（1）采用水平直通式泵头，泵头承压50 MPa平均寿命超过；（2）动力端连杆小头配用滚针轴承，用以平衡连杆小头所受到的压力，无需考虑进、出口压力变化对平衡率的影响，泵的使用范围更广泛；（3）去掉平衡管，省去其过定位安装，减少刺漏，从而增强泵的可靠性；（4）新型泵的盘根盒短，只需1组密封装置，易损件减少-半，拆装盘根更方便。在现场试验中，新型泵进口压力18MPa，出口压力44MPa曲轴箱温度由常规的74°C降至50工柱塞寿命比常规泵柱塞提高2泵安全运行7000h无异常。

　　戴志刚，工程师，生于1970年，1993年毕业于合肥工业大学机械制造专业，现从事往复泵设计工作，任技术厂长。地址：（300280）天津市大港区。电话：（022）目前我国油田使用的常规型增压注水泵都采用液力平衡增压原理，需配用平衡管，泵头大多采用上下直通结构，吸入阀、排出阀上下台阶式配置，柱塞孔与之垂直设置。泵头压力交变腔存在交叉相贯孔。泵工作时，压力交变腔内液体压力的压差高达40MPa以上，并且每分钟变化几百次，在如此频繁的交变压力下，泵头体应力大的部位一般都在两个交叉孔相贯处，极易产生微裂纹。大量的事实证明，常规泵头存在的交叉相贯孔是泵头开裂的根源。

　　针对常规型增压注水泵存在的上述问题，设计了一种无液力平衡增压注水泵。

　　无液力平衡增压注水泵结构设计所示为新设计的无液力平衡增压注水泵泵头结构。该泵采用水平整体泵头，液体从两个吸入口吸入，吸液阀片打开，液体流入吸液弹簧座。从可以看到，在吸液弹簧座内形成交变腔，当柱塞推进时，吸液阀片关闭，排液阀片打开，高压水流入压紧法兰，通过排液口流出。还可看出高压水流和交变水流都作用在吸液弹簧座和压紧法兰上，该泵头在高压交变腔不存在交叉相贯孔，泵头间接承受压力，而且沿圆周方向均匀分布，减少了交叉孔的应力集中。与常规增压泵相比承压能力提高很多，达50MPa其平均寿命超过5 a彻底解决了常规增压泵承受压力35MPa以上时寿命短的问题。

　　常规增压注水泵泵头与盘根盒安装完毕后，平衡管的安装属于过定位安装，若安装不正确，就可能使平衡管产生扭力，容易刺漏，因此要求很高的加工精度。

　　新型无液力平衡增压泵去掉了常规型增压泵的过定位平衡管。由于省去了过定位安装，减少刺漏，从而增强了增压泵的可靠性。

　　2阀体结构设计及布局阀组越多，出故障的几率越大；并且在检修时，不易查出故障原因。当采用上下结构阀组时，如果下部阀组损坏，维修时必须先将上部阀组卸下，才能将下部阀组取下，十分繁琐。

　　吸入和排出共用一个阀体的组合阀，每个腔内只有1个阀组。三缸泵仅有3个阀组，比常规增压泵减少3个阀组，降低了加工维修成本，同时减少了维修工作量，更换阀体时只需将前部的压紧法兰取下，就可以将阀体取出或更换，十分方便。

　　从中可以看到，新型增压泵盘根盒短，只需1组密封装置，易损件相对减少一半，拆装盘根十分方便，只需拧下盘根盒压盖，盘根就会由泵头残余压力及弹簧推力将其推出，这样更换盘根就很容易。

　　无液力平衡增压泵动力端连杆小头采用滚针轴承，尽管连杆小头做摆动运动，但滚针轴承的滚针做圆周运动，每个滚针都可以得到充分润滑，因此该部件已不再是易损配件。此外，由于采用这种结构，只要进口的螺纹强度足够，进口压力可以达30~40MPa这是常规型增压泵无法达到的。

　　新型无液力平衡增压注水泵不需要阶梯柱塞产生平衡力来减小连杆小头的压力，它采用滚针轴承来平衡连杆小头所受到的压力，但平衡力去掉后，十字头组件受力增加，因此在原有的空间条件下，每个连杆安装了2组滚针轴承。通过计算，2组滚针轴承完全可以承受泵的压力。

　　由于平衡力取消，其消耗的功率增加，增加的功率为进口流体所增加的功率，即增加功率等于吸入口压力与液体流量之积，计算功率时必须考虑这部分增加的功率。

　　在使用上无须考虑进出口压力的变化对平衡率的影响，因此无液力平衡增压泵应用范围更广泛。

　　现场试验效果2002年11月无液力平衡增压注水泵在中原油田第四采油厂进行了工业性现场试验。经测试，进口压力18MPa出口压力44MPa柱塞直径35mm，流量7.1m3/h，曲轴箱温度由常规增压泵的74°C降至50°C左右，安全运行7000h，未发现异常。新型增压泵的柱塞寿命比原来寿命提高了2这是由于无液力平衡增压泵柱塞只有1组盘根，摩擦力减小，磨损部位少，故寿命增加。原液力平衡增压泵的连杆小头铜套通常是2000~3000h更换1次，而无液力平衡增压泵连杆小头为滚针轴承，运转7000h后仍可继续使用。

　　（本文编辑王志权）（上接第16页）称抗拉强度为1 API标准中的减速器规格共有18种，其额定kNm，而国内减速器规格只有12种，其额定扭矩28~146kN°m.为此，本设计增加一种4 5kN°m的减速器，这样减速器的规格达到13种，基本能满足油田生产的需要。

　　每一台抽油机有支架轴承座、尾轴承座和曲柄销轴承座，根据抽油机的不同型号，共有5种型号、不同规格的轴承座，具体规格见3.至此，63种API系列常规抽油机的基本参数、四连杆机构的尺寸及其二维草绘结构、三维建模全部设计完毕。下一步的工作是进行模块划分，后进行组装。根据不同的基本参数组装成不同的抽油机，从而完成所有63种API系列常规抽油机的设计工作。