钻井液卧螺离心机轴承选择与计算

钻井液卧螺离心机轴承选择与计算3

常映辉,张小龙,张利芹

(西安建筑科技大学机电学院,陕西西安　710055)

摘　要:分析新型LW600X1500卧螺离心机过程中出现的支撑转鼓轴承损坏的问题,针对该问题,提出改进卧螺离心机支撑转鼓轴承设计的具体方法,对选择轴承类型、计算轴承受到的径向力和轴向力、计算轴承最佳径向间隙、设计轴承的润滑结构及选择润滑脂等给出理论依据和详细的设计方法。此方法也可作为其它类型卧螺离心机轴承设计的参考。

关键词:离心机;轴承;间隙;润滑

中图分类号:T H123 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2006)03-0077-02

The bear i n g choosi n g and ca lcul a ti n g of hor i zon t a l

decan ter screw cen tr i fuge for dr illi n g flu i d

Chang Ying-hui,Zhang Xiao-l ong,Zhang li-qin

(School of m ech.&elec.eng.,X i′an univ.of arch.&tech.,X i′an Shanxi　710055,China)

Abstract:This article intr oduces the p r oble m of damage t o bearing,which emerged when a cor porate designed and manufac2 tured modelL W600X1500.I n vie w of this p r oblem,the author p r oposes s ome p racticalmeasures in the design of bearing.The author not only analyzes in very great detail but als o p r ovides theories in many as pects,such as choosing the type of bearing, calculating the radial and axial f orce which the bearing receives,calculating the best radial clearance of the bearing,designing the structure of on and choosing lubricant.The method can be used as a reference when we design other types of hori2 zontal decanter scre w centrifuge.

Key words:centrifuge;bearing;radial clearance;lubricati on

1　前　言

卧式螺旋卸料沉降离心机(以下简称卧螺离心机)已成为一种重要的钻井液固控设备,自20世纪80年代国内许多石油机械公司相继研制成功卧螺离心机。西安某石油机械制造公司于1994年研制成功卧螺离心机,经多年不断改进在实际应用中取得了很好的效果。随着卧螺离心机向高分离因数、大处理量、高可靠性方向发展的趋势,近年来该公司在参考国内外卧螺离心机先进技术基础上又研制出L W600X1500卧螺离心机。然而,该型号离心机在克拉玛依油田使用中经常出现转鼓支撑轴承损坏问题,损坏严重时轴承内圈与转鼓轴发生烧结。笔者总结LW600X1500卧螺离心机改进设计经验,对卧螺离心机支撑轴承选择与计算进行分析。

2　卧螺离心机的工作原理[1]

卧螺离心机主要清除钻井液中大小为2～70μm的无用固相颗粒。卧螺离心机的工作原理如图1所示,电机通过大、小端带轮分别带动转鼓、差速器旋转,高速旋转的转鼓内有同心安装的具有螺旋叶片的输送器,转鼓由轴承座支撑。转鼓通过左轴承座处的空心轴与差速器的外壳相连接,差速器的输出轴带动螺旋输送器与转鼓同向转动,但转速不同,其转差率为转鼓转速的0.2%～3%。钻井液从进料管进入机内,经过螺旋输送器进到转鼓内。在离心力的作用下,转鼓内形成一环形液池,重相固体粒子离心沉降到转鼓内表面上而形成沉渣,由于螺旋叶片与转鼓的相对运动,沉渣被螺旋叶片推送到转鼓的小端,沉渣从小端排渣孔排出。在转鼓的大端盖上开设有若干个溢流孔,处理后的钻井液从此处排出

。

图1　卧式螺旋沉降式离心机简图

1.小端带轮

2.差速器

3.小端轴承座

4.螺旋输送器

5.转鼓

6.进料管

7.大端溢流孔

8.大端轴承座

9.大端带轮　10.小端排渣孔

3　卧螺离心机轴承选择和计算

西安某石油机械制造公司生产的LW600X1500卧螺离心机在改进前的主要参数见表1。

表1　LW600X1500卧螺离心机的主要参数

转速

(r/m in)

转鼓直径

(mm)

转鼓长度

(mm)

长径比

L/D

分离因数

F r

支撑转鼓

轴承类型20006001500 2.51320深沟球轴承

L W600X1500离心机在克拉玛依油田使用中,出现转鼓支撑轴承很快损坏的情况,损坏时间从3～90h不等,维修更换后仍出现同样的问题。转鼓支撑轴承是离心机中比较薄弱的部件,其损坏由各方面原因的综合表现,主要是由于工作现

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3收稿日期:2006-02-20

作者简介:常映辉(1978-),男,山西人,在读硕士,研究方向:旋转机械的研究与设计。