A Honghua HHF-1300/1600 hígtrágyaszivattyú és a Mission Blak-Jak™ gyors-összeszerelő és szétszerelő rendszer integrációja és alkalmazáselemzése
Állványszerkezet és feszültség megszüntetési folyamat
A HHF sorozatú iszapszivattyú váza nagyszilárdságú acéllemez hegesztett szerkezetet{0}} alkalmaz. A hagyományos öntött keretekhez képest ez a hegesztett kialakítás nagyobb merevséget ér el, miközben jelentősen csökkenti a súlyt. A hegesztésből származó maradék hőfeszültségek kiküszöbölése érdekében minden keretet szigorú, általános izzításnak vetnek alá a megmunkálás előtt. Ez a kritikus folyamat megakadályozza a geometriai deformációt hosszan tartó nagy -terhelésű váltakozó igénybevétel esetén (120 SPM-en üzemelő HHF-1600). Az ilyen deformáció koaxiális eltéréseket okozna a főtengely, a fogaskerék tengely és a keresztfej vezetőlemeze között, ami végső soron a csapágy túlmelegedéséhez és a mozgó alkatrészek idő előtti kopásához vezet.
Erőátviteli rendszer: A Herringbone Gear dinamikus előnyei
Mind a HHF-1300, mind a HHF-1600 halszálkás fogaskerekeket használ az elsődleges meghajtáshoz 4,206:1 áttétellel. Ez az egyenes vagy kúpkerekes fogaskerekek helyett a stabil nyomatékátvitel kritikus szükségletét elégíti ki mélyfúrási műveleteknél.
- Axiális erő önkiegyenlítő-: Az A-keret fogaskereke két egymással ellentétes csavarmenetszögű spirális fogaskerékből áll. Ez a szerkezet biztosítja, hogy a fogaskerekek összekapcsolása során keletkező axiális tolóerő kioltja egymást. Ennek eredményeként a fogaskerekes tengely és a főtengely fő csapágyai nincsenek kitéve további axiális terheléseknek, jelentősen meghosszabbítva élettartamukat.
- Az átfedés mértéke és stabilitása: A V{0}}fogaskeréknek nagyobb az átfedési foka, vagyis egyszerre több fog van bekapcsolva. Ez egyenletesebbé teszi a terheléseloszlást, stabilabbá az erőátvitelt, valamint jelentősen csökken a nagy sebességnél jelentkező rezgés és zaj, ami nagyon fontos a precíziós műszer és a szivattyútesten lévő segédcső védelme szempontjából.
főtengely és keresztfej szerelvény
A főtengely, a hajtómű magmozgató alkatrésze, beépített excenteres kialakítással rendelkezik a HHF sorozatban, ötvözött acélból öntött vagy kovácsolt. Ez a kialakítás kiváló általános szilárdságot és fáradtságállóságot kínál a kompozit főtengelyekhez képest.
- Keresztfej és vezetőlemez: A keresztfej, az összekötő rudat és a közbenső rudat összekötő kritikus alkatrész, a HHF szivattyúk kopásállóságára készült. Jellemzően gömbgrafitos öntöttvasból készült, cserélhető vezetőlemezekkel felszerelt, elsősorban a hajtórúd lengéséből származó oldalirányú tolóerőt (Side Thrust) viseli el, biztosítva, hogy a hidraulikus végén a dugattyúrúdra csak tiszta axiális erő kerüljön átadásra.
- Hosszabbító rúd és tömítés: A hosszabbító rúd (hosszabbító rúd) kettős -tömítési szerkezettel rendelkezik, amely áthatol az erő-oldali elválasztó lemezen, hatékonyan megakadályozva a hidraulikus oldalról érkező fúrófolyadék bejutását a teljesítmény-oldali olajtartályba, miközben megakadályozza a kenőanyag szivárgását.
Kenőrendszer: Kettős védelem fröccsenés és kényszerkenés ellen
Annak biztosítására, hogy a teljesítményoldalon lévő összes súrlódási pár teljesen kenhető legyen különböző munkakörülmények között, a HHF-1300/1600 összetett kenési rendszert alkalmaz, amely kombinálja a kényszerkenést és a fröccsenő kenést.
- Kényszerkenés: A hajtóműolaj-szivattyú közvetlenül szállítja a kenőolajat a kulcsfontosságú alkatrészekhez, mint például a fő csapágy, a hajtórúd csapágya és a keresztfej csapja csővezetékeken keresztül. Ez nemcsak keni ezeket az alkatrészeket, hanem a súrlódásból származó hőt is elvezeti.
- Fröccsenő kenés: a nagy fogaskerék forgatására támaszkodik, hogy az olajmedencében lévő olajat a fogfelületre és a keresztfej vezetőlemezére fröcskölje, mint kiegészítő kenési eszközt, hogy biztosítsa, hogy az olajszivattyú hirtelen meghibásodása vagy indítási pillanata esetén alapvető kenési védelmet is biztosítson.
Mérnöki fájdalompontok és a hagyományos hidraulikus végkarbantartás korlátai
Súrlódási dilemma és menetes kapcsolat "kalapácshatása".
A hagyományos hengerházrögzítés és a szelepfedél tömítése nagy-méretű menetes rögzítőkön vagy karimás csavarokon alapul. A fúrási helyeken ezek a menetes csatlakozások komoly kihívásokkal néznek szembe:
Menet kopás: A fúrófolyadékokban, sókban lévő szilárd részecskék, valamint a nagy
- A forgatónyomaték és az előfeszítés közötti nemlineáris kapcsolat: A mérnöki elvek azt mutatják, hogy az anyára kifejtett nyomatéknak csak körülbelül 10%-a alakul át tényleges csavarfeszességgé (vagyis szorítóerővé), míg a fennmaradó 90%-ot a menetsúrlódás és a homlokfelület súrlódása disszipálja. Ez az arány még alacsonyabb lesz, ha a menetek rozsdásodtak vagy rosszul vannak kenve.
- A kalapács szétszerelésének veszélyei: A beszorult anya eltávolításakor fellépő hatalmas statikus súrlódás leküzdése érdekében a dolgozóknak nehéz kalapáccsal kell megütniük egy speciális csavarkulcsot.
- HSE-kockázatok: Ez egy magas{0}}kockázatú zóna a fúróállványokon bekövetkező személyi sérüléses balesetek számára, ahol gyakoriak az ujjzúzódásos sérülések, a repülő törmelék okozta szemsérülések és a krónikus mozgásszervi károsodások.
Készülék károsodása: ismétlődő heves ütközés menetdeformációhoz, a keret rögzítési furatának megrepedéséhez, sőt a hidraulikus végmodul testének károsodásához is vezethet.
A merev központosítás okozta excentrikus kopás problémája
A szabványos konfigurációban a dugattyúrúd és a közbenső összekötő rúd közötti kapcsolat merev. Azonban a keret alapozásának beékelődése, a keresztfej-vezetőlemez kopása vagy a hengerbetét beépítése során fellépő kisebb hibák miatt nehéz a dugattyú középvonala és a hengerbetét középvonala közötti abszolút igazodást fenntartani.
Ez a **koaxiális eltérés (Eltolódás)** azt okozza, hogy a dugattyú állandó oldalirányú erőt fejt ki a hengerbetét belső falára a dugattyús mozgás során.
- Ennek az a következménye, hogy a dugattyú egyik oldalán a poliuretán gumi túl-összenyomódik, a súrlódási hő erősen megnő, a gumi elöregszik és gyorsan levál, a másik oldalon tömítési hiba léphet fel, és megtörténhet a "szúródugattyú" baleset.
Karbantartási hatékonyság és nem{0}}gyártási idő (NPT)
A hengerbetét és a dugattyúcsere az iszapszivattyúk leggyakoribb karbantartási feladata. Hagyományos kalapácsolási módszerekkel a három-hengeres szivattyú összes alkatrészének cseréje általában 3-4 órát vesz igénybe, amihez legalább három szakképzett munkásnak kell műszakban dolgoznia. A magas napidíjas fúróplatformok (különösen az offshore platformok) esetében ez a 4 órás állásidő több tízezer dolláros közvetlen gazdasági veszteséget jelent.



Mission Blak{0}}Jak™ rendszerintegráció: Műszaki alapelvek és alapvető összetevők
Blak-Jak hengerprésrendszer: a hidraulikus feszítés és a mechanikus reteszelés szétválasztása
Ez a Blak{0}}Jak rendszer magja, amely fizikailag elválasztja a Hydra-CEL™ és a Lok-CEL™ között a „szorítóerő létrehozása” és a „szorítóerő fenntartása” funkcióit.
Lok-CEL™ (mechanikus záróegység)
A Lok{0}}CEL egy állandó szivattyúház-alkatrész, amelyet a hagyományos menetes tömszelencék helyettesítésére terveztek. Nagy hozamú-ötvözött acélból készült, és ellenáll az 5000 PSI vagy 7500 PSI nyomónyomáson működő szivattyúk által keltett extrém ciklikus terheléseknek.
- Tervezési jellemzők: A Lok{0}}CEL kiküszöböli az összetett hidraulikus mechanizmusokat, így abszolút megbízhatóságot biztosít zord üzemi körülmények között is. A hengerbélés helyzetét egy manuálisan forgatható zárógyűrűn (Locking Ring) keresztül tartja fenn.
Hydra{0}}CEL™ (hidraulikus feszítőeszköz)
A Hydra{0}}CEL egy levehető hidraulikus szerszám, amelyet kizárólag a hengerbetét beszerelésére vagy eltávolítására terveztek.
- Anyagtudomány: Az egy-felhasználós működésre tervezett Hydra-CEL fő teste repülési-minőségű alumíniumötvözetből készült. Ennek az anyagnak alacsony a sűrűsége (körülbelül egy-harmada az acélénak), ami több mint 25%-kal csökkenti a szerszám súlyát. Eloxált felülete kivételes korrózióállóságot biztosít, hatékonyan ellenáll a sóoldat és a fúrófolyadék eróziójának.
- működési elv:
- Telepítési fázis: Szerelje fel a Hydra{0}}CEL-t a Lok-CEL-re, és csatlakoztassa a kézi hidraulikus szivattyút.
- Hidraulikus feszítés: A hidraulika olajat beszivattyúzzák, jelentős axiális erőt generálva a Hydra{0}}CEL-től, hogy megfeszítse a Lok-CEL csatlakozócsavarjait, miközben egyidejűleg befelé nyomja a hengerbetétet. Ez a folyamat összenyomja a hengerbélés tömítését a tervezett teherbírásra.
- Nulla-nyomatékú reteszelés: A hidraulikus nyomás fenntartása mellett a kezelő egyszerűen kézzel meghúzza a Lok-CEL reteszelőgyűrűjét, amíg az érintkezik a szivattyútest homlokfelületével.
- Kioldás és eltávolítás: Engedje el a hidraulikus nyomást. A csavar rugóerejét a reteszelőgyűrű veszi fel, így szilárdan rögzíti a hengerbetétet. Távolítsa el a Hydra{2}}CEL eszközt.
- Előnyelemzés: A teljes folyamat nem igényel kalapálást, mivel a hengerbélés peremére kifejtett szorítóerőt teljes mértékben a hidraulikus nyomás határozza meg, ami rendkívüli pontosságot és egyenletességet biztosít. Ez kiküszöböli a karima deformációját vagy a tömítőtömítés helyi túlterhelését, amelyet a csavar egyenetlen előfeszítése okoz.
HydrA{0}}LIGN™ ön-centráló dugattyúrúd-szerelvény
- Lebegő mechanizmus: A HydrA-LIGN rúd kialakítása egy speciális csuklót tartalmaz, amely lehetővé teszi a dugattyú számára, hogy radiális mozgást és szögeltérést hajtson végre a közbenső rúdhoz képest.
- Súrlódási hatás: Ez a „lebegő” képesség lehetővé teszi, hogy a dugattyú automatikusan megkeresse a hengerbetét geometriai középpontját. A folyékony kenéselméletben segít fenntartani az egyenletes kenőréteget a dugattyúgumi és a hengerbélés fala között, megakadályozva a száraz súrlódást.
- Meghosszabbított élettartam: A helyszíni adatok azt mutatják, hogy a HydrA-LIGN rudak használata jelentősen meghosszabbítja a dugattyúk és a hengerbetétek élettartamát az oldalirányú terhelések kiküszöbölésével, miközben csökkenti a közbenső rúd tömszelence kopását is.
Torque Pro™ Quick{0}}szerelő szelepfedél rendszer
A HHF-1300/1600 API 7# szelepházakat használ, amelyek nehéz és nehezen-szerelhető szelepfedelét a Torque Pro rendszer hidraulikus technológiai integráció révén kezeli.
- Negyed{0}}fordulatú szétszerelés: A rendszer hidraulikus kulcsot használ a szelepfedél lemezének megfeszítésére. Miután a hidraulikus nyomás feloldja az előfeszítést, a kezelőnek egyszerűen el kell forgatnia a lemezt negyed fordulattal, hogy eltávolítsa.
- Biztonságnövelés: Ezáltal nincs szükség nagy kalapács lengésére a szivattyúfej szűk terében, ami jelentősen csökkenti a működési kockázatokat.
A hidraulikus végmodul anyaga és a HHF szivattyú teljesítményparaméterei
Hidraulikus végmodul kohászati specifikációi
5000 PSI és 7500 PSI közötti üzemi nyomások esetén a hidraulikus végmodulnak kivételes szilárdságot és szívósságot kell mutatnia.
- Anyagválasztás: A HHF sorozat hidraulikus végmoduljai jellemzően AISI 4135-ből (króm-molibdénötvözet acél) vagy AISI 8620 (nikkel-króm-molibdénötvözet acélból) készülnek.
AISI 4135: Kiváló edzhetőségének és fáradtságállóságának köszönhetően alkalmas nagy nyomású pulzáló terhelésekre.
AISI 8620: Felületi-edző acélként kivételes felületi keménységet és kiemelkedő kopásállóságot ér el a karburálás után, miközben megőrzi magjában a kiváló szívósságot.
- Hőkezelés: a kovácsolást normalizálják, lehűtik és temperálják a HB 285-330 Brinell keménységi tartomány eléréséhez.
Alsó keménységi határ (HB 285): Biztosítja, hogy a belső üreg ne szenvedjen „kimosódást” a nagynyomású folyadékerózió miatt.
Keménység felső határa (HB 330): megakadályozza, hogy az anyag túlzottan törékennyé váljon, és elkerüli a kifáradási repedéseket a feszültségkoncentrációs területeken (pl. metszésvonal vagy lyuknyílások).
- Feldolgozási minőség: A letörés és a felületi minőség az üreg metszéspontjában kritikus. A HHF modul megköveteli, hogy a két pozicionáló kúpos furat közötti érintkezési felület hengerlés után legalább 75% legyen, hogy biztosítsa a merev csatlakozást a kerettel.
HHF-1600 Átfogó Teljesítmény Adatlap
1. táblázat: A makró HHF-1600 hígtrágyaszivattyú teljesítményparaméterei (12 hüvelykes /304,8 mm-es löket alapján)
|
hengerbélés átmérője (in) |
Hengerbélés átmérője (mm) |
Maximális nyomónyomás (PSI) |
Elmozdulás (GPM) @ 120 SPM |
Elmozdulás (L/s) @ 120 SPM |
megjegyzéseket |
|
7" |
177.8 |
3,689 |
826 |
52.1 |
Nagy elmozdulás, általában felületfúráshoz használják |
|
6 3/4" |
171.5 |
3,978 |
772 |
48.7 |
|
|
6 1/2" |
165.1 |
4,303 |
719 |
45.3 |
|
|
6" |
152.4 |
5,000 |
610 |
38.5 |
Maximális névleges nyomás (standard modul) |
|
5 1/2" |
139.7 |
5,556* |
528 |
33.3 |
* Nagynyomású modul (7500 PSI) szükséges |
|
5" |
127.0 |
6,723* |
444 |
28.0 |
* Nagynyomású modul (7500 PSI) szükséges |
|
4 1/2" |
114.3 |
7,500* |
367 |
23.1 |
mély kút / ultra magas nyomású üzemállapot |
Megjegyzés: A HHF-1300 névleges bemeneti teljesítménye 1300 LE. Azonos áramlási sebesség fenntartása mellett (mivel a hidraulikus vég univerzális), a névleges nyomás ennek megfelelően csökken a hengerbetét azonos méretei mellett.
A működési hatékonyság összehasonlítása és a gazdaságosság elemzése
Munkafolyamatok összehasonlítása: Mindhárom henger cseréje
2. táblázat: A karbantartási üzemidő és a műveleti bontás összehasonlítása
|
lépés |
Eredeti OEM rendszer (kalapácsos csatlakozás) |
Mission Blak{0}}Jak™ rendszer |
varianciaanalízis |
|
személyi elosztás |
3 ember (felváltva lendíti a kalapácsot, az egyik a kulcsot fogja) |
1 fő (kézi hidraulikus szivattyút és könnyű szerszámokat üzemeltet) |
66%-os bérköltség csökkenés |
|
A szétszerelés előkészítése |
Nehéz kalapácsok és csavarkulcsok szállítása. |
Távolítsa el a hordozható Hydra{0}}CEL készletet. |
A munkaintenzitás jelentősen csökkent. |
|
relaxációs folyamat |
Az anya pengéjét heves ütés érte. Ha a menet rozsdás, több tíz percig is eltarthat, vagy akár gázvágást is igényelhet. |
Csatlakoztassa a hidraulika csövet, nyomja meg a csavar meghosszabbításához, majd kézzel lazítsa meg a zárógyűrűt. |
Fizikai hatás kontra hidraulikus statikus erő |
|
Távolítsa el a komponenst |
Forgassa le a nagy menetes fedelet (több fordulat szükséges). |
A dekompresszió után távolítsa el a Hydra{0}}CEL-t, és vegye ki a könnyű Lok-CEL-t. |
Az idő 90%-kal csökkent |
|
Telepítési folyamat |
Az újra{0}}meghúzás rendkívül nehéz és hibás. Nehéz kalapáccsal üsse meg ismételten, amíg biztonságosnak nem érzi magát. |
A hidraulikus rendszer az előre beállított nyomásig terjed (pontos szorítóerő elérése), majd a kézi reteszelés bekapcsol. |
Az emberi nyomatékhibák kiküszöbölése |
|
Teljes idő |
3-4 óra |
45 perctől 1 óráig |
75%-os hatékonyságnövekedés |
Gazdasági haszon számítás
Feltételezve, hogy egy mélytengeri fúróplatform napi szórása 100 000 dollár, ez körülbelül 4 166 dollárt jelent óránként.
- A hagyományos megközelítés költsége: 4 óra állásidő=16 664 USD.
- A Blak{0}}Jak módszer költsége: 4166 USD 1 órás állásidőért.
- 12 498 dollár spórolt állásonként.
Figyelembe véve a hengerbetét, a dugattyú és a szelepülék éves cseréjének gyakoriságát, a szivattyú több tízezer USD-t takaríthat meg a rejtett, nem{0}}termékeny időköltségtől évente, amely nem tartalmazza a munkabalesetek csökkentése miatt elkerülhető óriási kártérítést és jogi kockázatot.
Népszerű tags: honghua hhf-1300 hhf-1600 blak-jak iszapszivattyúval, Kína honghua hhf-1300 hhf-1600 blak-jak iszapszivattyúval gyártók, beszállítók, gyár
