2018·4（下） 军民两用技术与产品
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文章编号：1009-8119（2018）04（2）-0101-02
引言
泥浆是用于钻井泥浆固控系统中防止泥浆沉淀的一种专用工 具。在泥浆泵的作用下具有一定压力的泥浆进入泥浆，然后从喷嘴中高速喷出，对沉积在泥浆循环罐底部的泥浆进行冲刷搅拌，操作者转动泥浆手柄，即可使泥浆循环罐中的泥浆充分搅拌。1 设计关键 要保证泥浆循环罐中任意角落均无泥浆沉淀，泥浆喷射总成须360度自由转动，即“转动”是泥浆设计的关键问题之一。 钻井泥浆中除含有大量药料外还夹杂大量从井眼中带出的钻屑，它们与泥浆液混合在一起，一定压力
下一些细小的泥沙等钻屑非常容易进入泥浆的回转中心，导致配合面、密封、滚动体的磨损，润滑破坏，发生锈蚀，最终泥浆转动困难，泥浆循环罐底部产生大量泥浆沉积，泥浆密度不均，影响钻进工作。“密封性”是泥浆设计的另一关键问题。2 设计思路 不同的使用工况，进入泥浆的泥浆压力也不相同，为使泥浆能适用于多工况，其受载荷方向应设支承，其支承须转动灵活，磨擦系数小，便于装拆，具备支承回转与承受一定轴向力的能力。 确保泥浆在一定泥浆压力下能自由转动，支承喷射总成的转动体也需具备转动灵活、磨擦系数小、对轻度尘灰及污垢不敏感，既能支承回转又能承受一定轴向载荷。3 结构方案
旋转式泥浆主要由转动手柄部分、支承体、体回转中心、喷射总成四部分组成，其结构示意如图一所示：
转动手柄部分由手柄19、螺母21、端盖一20组成；支承体由支承架15、支承套13、推力球轴承16、螺母18、端盖二22组成；回转体中心主要由回转支承套23、主管14、角接触球轴承8、支承套筒9、O 型密封圈5、Y 型密封圈3、密封圈1、端盖三24组成，其中主管14上端与泥浆循环罐上泥浆管螺纹连接，为三段不同直径钢管焊接结构，以降低制造成本和便于其它零件装配，密封圈1能有效地防止泥浆中的泥沙进入到回转支承套23与主管14配合面，确保泥浆工作时转动灵活；喷射总成由喷射头架25与喷射头26组成。
因不同使用工况，泥浆也可无专门支承体，直接将旋转手柄安装于回转支承套23上，结构如图二所示，其余部分结构与图一相同，这里不再骜述。同时也可在回转支承套23上设置一齿圈，另在泥浆循黄奇帆背景
环罐上设置与此齿圈啮合的齿轮自动驱动装置，实现泥浆的自动转动从而实现泥浆循环罐中泥浆的自动搅拌。4 连接部分强度分析
如图一所示，支承套13上发兰、端盖三24均与回转支承套23采用六件均布螺栓连接，当一定压力的泥浆进入泥浆时回转支承套23两端连接螺栓受来自泥浆压力P 与泥浆自身重力G 作用，螺栓受拉力作用。
：
1）
F ——P+
鬣羚
顺德大部制G ；d 1——螺纹内径；
[σ]——螺栓材料的许用应力。
喷射头架总成25与端盖三24螺纹连接处，喷射总成下端总是处于泥浆中，当泥浆工作时，喷射总成
也将同时转动，因转动速度很慢，固泥浆循环罐中泥浆对其转动阻力极小可忽略不计，螺纹连接处可靠。喷射总成、端盖三24、回转支承套23连接为一整体，其由一对角接触球轴承支承，角接触球轴承的摩擦系数非常小f=0.003～0.005。泥浆压力P 与泥浆自身质量G 作用在角接触球轴承处的作用力F1与作用在喷射头架总成25与端盖三24螺纹连接处的作用力F2几乎相等。由摩擦力公式：
F u =fF N （2）F u ——摩擦力；f ——摩擦系数；F N ——载荷。仰光大学
可得出在喷射头架总成25与端盖三24螺纹连接处的摩擦力比角接触球轴承处大，则泥浆工作时角接触球轴承支承处因磨擦力小将先转动，而喷射头架总成25与端盖三24螺纹连接处不会相对转动，所以连接可靠。
泥浆主管14与泥浆循环罐上泥浆管螺纹连接处，由图一所示，来自泥浆的压力P 与泥浆的自身质量G 大部分由推力球轴承16承受，推力球轴承的摩擦系数为也非常小（f=0.003），泥浆压力P 与泥浆自身质量G 作用在推力球轴承支承处的作用力F1与作用在回转中心、喷射总成上的作用力F2也几乎相等。同样由式（2）可得出推力球轴承支承处的摩擦力比泥浆主管14与泥浆循环罐上泥浆管螺纹连接处小。则泥浆工作时，因推力球轴承支承处的摩擦力
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钢结构阻尼比
摘 要 结合ZJ 型石油钻机钻井施工工艺及现场施工情况，提出了一种新的旋转式泥浆结构方案，使传统泥浆在使用过程中出现的转动困难，密封不良，维修不方便等缺陷得到了有效解决，为此类型泥浆的研发设计提供了参考。
关键词 泥浆；泥浆循环系统；泥浆循环罐旋转式泥浆
任军辉1 代艳霞2 李小明3
（1.湖南中铁五新重工有限公司，浏阳 410323；2.宜宾职业技术学院，宜宾 644003；
三峡船闸3.四川职业技术学院，遂宁 629000）
图一 旋转式泥浆结构一1.密封圈；2.密封垫；3.Y型密封圈；4.挡圈一；5.O型密封圈；6.挡圈二；7.油杯；8.轴承；9.支承套筒；10.挡油环；11.支承环；12.螺栓；13.支承套；14.主管；15.支承架；16.轴承；17.紧定螺钉；18.圆螺母；19.手柄；20.端盖一；21.螺母；22.端盖二；23.回转支承套；24.端盖三；25.喷射头架总成；
26.喷射头
图二 旋转式泥浆结构二1.密封圈；2.密封垫；3.Y 型密封圈；4.挡圈一；5.O 型圈；6.挡圈二；7.油
杯；8.轴承；9.手柄；10.支承套筒；11.挡油环；12.支承环；13.主管；14.螺母；15.回转支承套；16.端盖；17.螺栓；18.喷射头架总成；19.喷射头
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