SPM TWS 600s sūknis

Rack struktūra un materiālu zinātne

TWS 600S jaudas rāmis nav liets komponents, bet ir metināts no augstas -izturības tērauda plāksnēm. Saskaņā ar pēcpārdošanas un ražošanas standartiem šīs plāksnes parasti ir izgatavotas no T1 tērauda (ASTM A514).

• Materiāla īpašību analīze: T1 tērauds ir rūdīts un rūdīts leģēts tērauds ar augstu tecēšanas robežu, kas parasti sasniedz 100 000 PSI (690 MPa). Šī materiāla izvēle salīdzinājumā ar parasto oglekļa tēraudu galvenokārt balstās uz diviem apsvērumiem:

1. Viegls dizains: sūknis saglabā konstrukcijas stingrību, lai izturētu ārkārtēju stiepes spriegumu un lieces momentus no vairāk nekā 100 000 - mārciņu savienojuma slodzes, savukārt tā svars ir precīzi kontrolēts, lai nodrošinātu netraucētu integrāciju transportlīdzeklī. TWS 600S to panāk ar izcilu izturības{5}}svara attiecību ar 4600–4940 mārciņu (2086–2240 kg) sauso svaru.
2. Noguruma pretestība: sūknis darbam pazemē ir pakļauts lielai cikla noguruma slodzei. T1 tērauda lieliskā metināmība un stingrība apvienojumā ar pēc-metināšanas spriedzes samazināšanas termisko apstrādi efektīvi novērš metinājuma plaisāšanu vai rāmja deformāciju ilgstošas-mainīgas slodzes apstākļos.

Rāmja ražošanas process ietver CNC precīzo metināšanu, kam seko precīza apstrāde, lai nodrošinātu koaksialitāti starp kloķvārpstas atveri un šķērsgalvas slīdošo atveri, kas ir būtiska kustīgo daļu nodiluma samazināšanai.

Transmisijas sistēma: zobrats un kloķvārpsta

TWS 600S izmanto vienpakāpes{1}}pārnesumu samazināšanas mehānismu ar standarta attiecību 4,610:1. Šī ātruma attiecības izvēle ir klasiskas jaudas saskaņošanas pieejas piemērs: tā ļauj dīzeļdzinējiem (piem., Detroit Diesel Series 60 vai CAT C15) darboties augstā -efektivitātes diapazonā (aptuveni 1800–2100 apgr./min.), vienlaikus saglabājot sūkņa kloķvārpstas ātrumu līdz 450–488 apgr./min.

• Zobrata konstrukcija: zobrata vārpsta un spirālveida vai skujiņas zobrats uz kloķvārpstas ir konstruēti ar spirālveida vai skujiņas zobratu.

Tehniskās priekšrocības: Salīdzinot ar cilindriskajiem zobratiem, koniskiem zobratiem ir augstāka saskares attiecība, kas nozīmē, ka vienlaikus tiek sasaistīts vairāk zobu virsmu. Tas ne tikai uzlabo transmisijas vienmērīgumu un samazina vibrāciju/troksni (īpaši svarīgi augstas-frekvences virzuļsūkņiem), bet arī ievērojami uzlabo zobratu slodzes-nestspēju.

Ražošanas standarti: zobrati parasti ir karburēti, rūdīti un precīzi{0}}frēzēti līdz AGMA 12. klasei. Augstas-precizitātes zobu virsmas kontakts ir būtisks, lai saglabātu vairāk nekā 90% mehāniskās efektivitātes (ME).

• Uzstādīšanas elastība ir tāda, ka zobrata vārpstu var uzstādīt sūkņa kreisajā vai labajā pusē atbilstoši transportlīdzekļa izkārtojumam, un ieejas vārpstu var novietot vairākos leņķos, kas ievērojami atvieglo piedziņas vārpstas pievienošanu.

Kloķvārpstas un savienojošā stieņa mehānisma kinemātiskā optimizācija

Kloķvārpsta, vissarežģītākā komponente jaudas galā, tiek pakļauta kombinētam lieces, griezes un bīdes spriegumam. TWS 600S kloķvārpstas dizains ietver divas galvenās tehniskās īpašības:

1. Šautenes urbšanas eļļošanas tehnoloģija:

2. Kloķvārpstai ir caurejoša eļļas eja. Smēreļļa tiek ievadīta no galvenā gultņa un pa iekšējo kanālu tiek piegādāta tieši uz kloķtapas gultņa virsmu.

Tehniskā nozīme: Virzuļsūkņu klaņi iztur pulsējošas triecienslodzes. Tradicionālā šļakatu eļļošana bieži vien nespēj izveidot stabilu eļļas plēvi gultņa slodzes{1}}nesošajā zonā pie lielas slodzes. Pistoles urbjmašīnas eļļas kanāls nodrošina piespiedu eļļošanu, nodrošinot, ka pat pie maksimālās savienojošās stieņa slodzes (piemēram, 106 000 lbf) starp gultni un kloķvārpstas kakliņu paliek hidrodinamiska eļļošanas plēve, kas novērš gultņa izdegšanu, ko izraisa tiešs metāla kontakts.

3. Nobīdes kloķvārpstas dizains:

4. TWS 600S ir patentēts kloķvārpstas nobīdes dizains.

Princips un efekts: pielietojot nelielu vertikālu nobīdi starp kloķvārpstas viduslīniju un šķērsgalvas viduslīniju, tiek mainīts savienojošā stieņa svārstību leņķis jaudas gājiena laikā. Šī ģeometriskā optimizācija samazina leņķi starp savienojošo stieni un horizontālo plakni šķidruma sūknēšanas augsta spiediena{1}}gājiena laikā.

Sānu spēka samazināšana: savienojošā stieņa leņķa samazināšana tieši samazina spēka vertikālo komponentu (sānu spēku), kas pielikts šķērsgalvai un virzošajai plāksnei. Sānu spēks ir galvenais šķērsgalvas nodiluma un siltuma veidošanās cēlonis.

krustgalva un poniju makšķere

Šķērsgalva pārvērš savienojošā stieņa rotācijas kustību tīrā lineārā abpusējā kustībā. TWS 600S starpstienis (Pony Rod), kas kalpo kā tilts starp šķērsgalvu un hidraulisko gala virzuli, nodrošina pirmo aizsardzības līniju jaudas gala aizsardzībai, pateicoties tā blīvējuma veiktspējai.

• Uzlabojumi HD modelī: Lieljaudas (HD) modelim ir šarnīra gultņa savienojošā stieņa dizains. Šis jauninājums palielina saskares virsmas laukumu par 7%, salīdzinot ar parastajiem dizainiem. Paplašinātā slodzes-nesošā virsma samazina kontakta spriegumu (PSI), tādējādi uzlabojot savienojošā stieņa mazā gala bukses izturību ārkārtējas slodzes apstākļos.

Vārsta korpusa uzbūve un materiālu metalurģija

Šķidruma gala bloks parasti tiek konstruēts kā monolīta kalta konstrukcija, lai novērstu liešanas defektus un optimizētu graudu plūsmas virzienu.

Materiālu izvēle: nozares standarta materiāls parasti ir 4330 V vai 4340 leģētais tērauds.

4340 (niķeļa-hroma-molibdēna tērauds): ir augsta stingrība un izturība, laba rūdāmība, piemērots liela šķērsgriezuma kalšanai.

4330V (modificēts ar vanādiju): Salīdzinot ar 4340, vanādija pievienošana uzlabo graudu izmēru un vēl vairāk uzlabo triecienizturību un spēju pretoties noguruma plaisu izplatībai, kas ir ļoti svarīga sūkņa galvas korpusam, kas pakļauts cikliskai spiediena pulsācijai no 0 līdz 15 000 PSI.

Nerūsējošā tērauda iespējas: ļoti kodīgām skābēšanas darbībām (piemēram, sālsskābes, fluorūdeņražskābes sūknēšanai) hidraulisko galu var izgatavot arī no 17-4 PH vai citiem dupleksa nerūsējošā tērauda materiāliem, lai gan tas ievērojami palielinātu izmaksas.

Virzuļa konfigurācija un ūdens zirgspēku veiktspējas līkne

TWS 600S galvenā priekšrocība ir tā daudzpusīgā virzuļa izmēra konfigurācija. Mainot virzuļa diametrus, lietotāji var pārslēgties starp "augsta spiediena" un "liela tilpuma". Saskaņā ar šķidruma dinamikas principiem, kad ieejas jauda un klaņa slodze paliek nemainīga, spiediens ir apgriezti proporcionāls virzuļa šķērsgriezuma laukumam.

Tālāk esošajā tabulā ir detalizēti aprakstīti TWS 600S HD modeļa veiktspējas ierobežojumi dažādiem virzuļa diametriem (pamatojoties uz savienojošā stieņa slodzi 106 029 lbf un 90% mehānisko efektivitāti):

Galvenās tehnoloģijas atziņas:

1. Spiediena ierobežojumi: 2,5 collu virzuli, lai gan teorētiski tas spēj sasniegt 21 600 PSI, praktiskos lietojumos parasti ierobežo augsta spiediena kolektora ierobežojumi (piemēram, 1502 nominālais 15 000 PSI). Darbībām, kas pārsniedz 15 000 PSI, parasti ir nepieciešami specializēti instrumentu atloki.
2. Cavitation Zone: The performance curve graph clearly marks the area where "cavitation may occur in the fluid cylinder." This typically happens when the pump speed is high (>300 RPM) un sūkšanas spiediens ir nepietiekams. 6-collu īsais gājiens izraisa augstas-frekvences abpusēju kustību, kā rezultātā iesūkšanas vārsts atveras ļoti īsā laikā (milisekundes līmenī) un šķidrumam piepildās sūkņa kamera. Ja šķidrumam ir augsta viskozitāte (piemēram, cementa virca) vai sūkšanas cauruļvada pretestība ir ievērojama, šķidrums nevar savlaicīgi piepildīt sūkņa kameru, kā rezultātā samazinās tilpuma efektivitāte un destruktīvs ūdens āmurs. Tāpēc TWS 600S sistēmai jābūt aprīkotai ar centrbēdzes kompresoru.

Vārsta vilciena mezgla dizains

TWS 600S parasti izmanto Novatech NF-4 vārstus (vai to API ekvivalentus komponentus), kas ir īpaši izstrādāti kā pilnībā atvērti vārsti smiltis saturošiem šķidrumiem.

• Hidrodinamiskā konstrukcija: pilnībā atvērtais vārsts novērš centrālos virzošos stieņus, kas kavē plūsmas ceļu, kā rezultātā samazinās pretestība un palielinās plūsmas jauda. Tas ir īpaši svarīgi šķidrumiem, kas satur cietas daļiņas (piem., šķelšanas smiltis vai cementa daļiņas), efektīvi samazinot aizsērēšanas risku.
• dizaina iezīme:

Sfērisks vārsta vāks: šī forma palīdz uzglabāt šķidruma enerģiju un vadīt plūsmas līnijas, samazinot turbulenci.

Metāla -līdz-metāla blīves un gumijas ieliktņi: vārsta korpusu un ligzdu galvenokārt rada precīzs konusveida metāla blīvējums. Vārsta korpusā iestrādātie poliuretāna vai gumijas ieliktņi nodrošina sākotnējo zema-spiediena blīvējumu slēgšanas brīdī, vienlaikus amortizējot metāla triecienus, lai novērstu noguruma bedrīšu veidošanos, ko izraisa stingri triecieni.

Vadošās kājas: Vadošās kājas vārsta korpusa apakšējā daļā slīd vārsta ligzdas urbumā, nodrošinot vertikālu kustību. NF-4 dizains optimizē vadošo kāju saskares laukumu, lai samazinātu nodilumu.

Blīvēšanas tehnoloģija: saskarne starp iepakojumu un virzuli

Dinamiskais blīvējums starp virzuli un hidraulisko galu (blīvējums) ir visbiežāk koptais palīgmateriāls. SPM piedāvā dažādus iepakošanas risinājumus dažādiem medijiem:

1. Standarta struktūra: sastāv no galvenes gredzena (parasti izgatavots no bronzas vai cieta polimēra), spiediena gredzena (V-formas gumijas/auduma kompozīts) un tīrītāja gredzena (eļļas skrāpja gredzens).
2. EdgeX Seal System: lai risinātu skarbos ekspluatācijas apstākļus (piemēram, CO2 un H2S vidē), SPM ir izstrādājis EdgeX sistēmu ar divu -spiediena gredzenu dizainu. Šis novatoriskais dizains ietver materiālu optimizāciju, kur katrs blīvgredzens ir īpaši izstrādāts tā funkcijai (pret-izspiešanu vai primāro blīvējumu), tādējādi pagarinot kalpošanas laiku augsta spiediena apstākļos (līdz 15 000 PSI).
3. Cementa -īpaši blīvējumi: cementēšanas darbībām SPM nodrošina specializētus blīvējumus ar nominālo spiedienu līdz 20 000 PSI, lai tie izturētu cementa daļiņu radīto mikroskopisko noberšanos.

Lai gan standarta TWS 600S ir kļuvis par nozares līderi, HD (Heavy Duty) versija novērš vairākus ilgstošus sāpju punktus šajā jomā.

Klaņa slodzes pacelšanas inženiertehniskā nozīme

HD versija palielina maksimālo klaņa slodzi no 100 000 lbf līdz 106 029 lbf, kas nozīmē 6% pieaugumu.

• Lai gan šķietami neliels, šis 6% uzlabojums ir izšķirošs: tas paaugstina drošību, pārsniedzot vienkāršu spiediena palielināšanu. Kritiskās darbībās pie 15 000 PSI (piemēram, ar 3 collu virzuļiem) standarta sūkņi var tuvoties materiāla jaudas robežām, savukārt HD sūkņi uzrāda lielāku noguruma kalpošanas laiku identiskos apstākļos. Šī iespēja ļauj HD sūkņiem droši darboties pie 20 000 PSI spiediena sliekšņa ar 2,5 collu virzuļiem, ievērojami paplašinot darbības parametrus.

Nulles-piesārņojuma spēka piedziņas dizains

Viens no visbiežāk sastopamajiem urbumu sūkņu atteices režīmiem ir smērvielu piesārņojums jaudas galā. Kad skābe vai plaisāšanas šķidrums noplūst caur starpposma stieņa blīvi karterī, tas ātri emulģē smērvielu, korodē gultņus un galu galā noved pie katastrofālas jaudas gala atteices.

• HD risinājums: TWS 600S HD ir aprīkots ar uzlabotām izolācijas deflektoriem un noslēgtu sistēmu, kas izstrādāta, lai “novērstu sūknētās vides iekļūšanu barošanas galā”.
• Apkopes ērtība: šis dizains ļauj noņemt blīvējuma uzgriezni, neizjaucot barošanas gala membrānas blīvējumu, kas ievērojami saīsina laiku, kas nepieciešams iepakojuma nomaiņai uz vietas. Tikmēr šī blīvējuma konstrukcija hidrauliskā gala apkopes laikā notur barošanas galu aizvērtu, novēršot putekļu un lietus ūdens iekļūšanu.

inerciālās slodzes vadība

HD dizains novērš 10 mārciņas (apmēram 7%) no abpusējās kustības svara uz vienu cilindru.

• Dinamiskie efekti: pie lieliem ātrumiem virs 450 apgr./min. inerces spēki uz virzuli, šķērsgalvu un starpstieni ir ievērojami. Šīs masas sastāvdaļas samazināšana nozīmē, ka kloķvārpstas gultņi piedzīvo mazāku inerciālo triecienu katras gājiena maiņas laikā. Saglabātā nestspēja tiek pārveidota par lielāku šķidruma spiediena toleranci, kas ir viens no fiziskajiem pamatiem, kas ļauj HD modelim palielināt savienojošā stieņa nominālās slodzes vērtību.

Atšķirībā no parastajiem industriālajiem sūkņiem, TWS 600S izmanto sausās kartera eļļošanas sistēmu,{1}}kas nodrošina tā augstu uzticamību, taču vienlaikus rada arī bieži -neņemamu darbības risku.

jaudas puses eļļošanas loģika

• Nav iebūvēta -sūkņa: TWS 600S tiek ražots no rūpnīcas bez iebūvēta-eļļas sūkņa.
• Ārējā piespiedu eļļošana: eļļas padeve ir jānodrošina ar ārēju zobratu sūkni, kas uzstādīts uz pamatnes un ko darbina dīzeļdzinējs caur jūgvārpstu (Power Take{0}}Off).

Pamatcēloņu analīze: cementēšanas operācijām bieži ir nepieciešams uzturēt augstu spiedienu ļoti zemā rotācijas ātrumā (piemēram,<50 RPM) during high-pressure injection. When relying on the pump shaft's built-in oil pump, the pump's low speed cannot generate sufficient oil pressure and flow to suspend the connecting rod bearings. In contrast, the engine-driven external oil pump ensures full lubrication flow even when the engine operates at high speed (delivering high torque) and the transmission is in a low gear (operating the pump at low speed), thereby guaranteeing bearing safety.

• Sistēmas prasības: sistēmai ir nepieciešama lielas -tilpības eļļas tvertne (siltuma izkliedēšanai), filtrs un eļļas spiediena regulēšanas vārsts. SPM iesaka izmantot AGMA-standarta ekstrēma spiediena transmisijas eļļu.

virzuļa eļļošanas sistēma

Berze starp virzuli un blīvi rada ievērojamu siltumu. TWS 600S nepieciešama piespiedu eļļošanas virzuļa eļļošanas sistēma.

• Kopējā zuduma sistēma: smēreļļa (parasti uz parafīna{0}} bāzes vai specializēta iepakošanas eļļa) tiek ievadīta iepakojuma kastē, un daļa no tās tiek pārnesta ar šķidruma sūkni, bet citas izplūst, tādējādi tā netiek pārstrādāta.
• Sūkšanas šļūtenes specifikācijas: šī ir būtiska apkopes detaļa. SPM nosaka nerūsējošā tērauda pītas teflona šļūtenes to ķīmiskās izturības un zemā izplešanās ātruma dēļ. Sūkšanas puses šļūtenei ir jāiztur vakuums, savukārt izplūdes pusei jāiztur spiediens. Piemēram, 1/4" šļūtenei jādarbojas ar 3000 PSI, lai novērstu eļļas padeves caurules plīsumus, kas var izraisīt blīves sauso berzi un izdegšanu.

TWS 600S reti tiek izmantots atsevišķi, un tas parasti ir integrēts kā galvenā sastāvdaļa DNV-sertificētās viena-sūkņa vai divu{3}}sūkņu cementēšanas platformās 2.

spēka piedziņas konfigurācija

• Primārais dzinējs: tipiskas konfigurācijas, piemēram, Detroit Diesel Series 60 (14,1L) vai CAT C15/C18, kas nodrošina 630–800 ZS jaudu ar nelielu pārpalikumu, lai segtu piedziņas zudumus un papildu enerģijas patēriņu.
• Transmisija: jābūt hidrauliskajai automātiskajai pārnesumkārbai, piemēram, Allison 4700 OFS sērijai.

Griezes momenta pārveidotāja funkcija ir ne tikai pavairot griezes momentu, bet arī absorbēt sūkņa griezes vibrāciju un aizsargāt dzinēju.

Pārnesumu izvēle: daudzpakāpju{0}}pārnesumkārba ļauj sūknim darboties plašā darba tilpuma/spiediena diapazonā pie nemainīga dzinēja ātruma. Piemēram, pirmais pārnesums 15 000 PSI spiediena pārbaudei un piektais pārnesums liela-izplūdes aku mazgāšanai.

kompresoru sistēma

• Specifikācijas: parastie centrbēdzes sūkņi ietver 6x5x11 vai 6x5x14 modeļus (Forum vai Mission Magnum sērija).
• Piedziņa: parasti darbina hidrauliskais motors ar hidraulisko jaudu, ko nodrošina pārnesumkārbas jūgvārpstas{0}}piedziņas lāpstiņu sūknis (piemēram, Veljans Denisons). Šī slēgtā-cilpas hidrauliskā konstrukcija nodrošina neatkarīgu perfūzijas spiediena kontroli neatkarīgi no galvenā sūkņa rotācijas ātruma.

dilstošo detaļu patēriņa modelis

Lielas{0}}slodzes TWS 600S (piemēram, ar 3,5 collu virzuli):

• Vārstu un sēdekļu apkope: ieteicamā rezerves attiecība ir 2:1 (78 vārsti pret . 39 ligzdām gadā). Vārsti iztur atkārtotus triecienus, un tiem ir īsāks noguruma kalpošanas laiks nekā sēdekļiem. Pārbaudes ieteicams veikt ik pēc 50-100 darba stundām.
• Iepakojums: Ieteicami 9 komplekti (ar metāla gredzeniem) un 24 mīkstie komplekti (ar gumijas daļām) gadā. Tas norāda, ka mīkstie blīvējumi ir augstas-frekvences izejmateriāli, kas ir jāmaina ik pēc 1–2 nedēļām, savukārt metāla galvas gredzenus un starplikas var izmantot atkārtoti 2–3 reizes.
• Kontaktdakšas: ieteicams 6 gadā. Aizbāžņi, kas pārklāti ar tādiem materiāliem kā Colmonoy niķeļa{2}}sakausējums, var ātri nolietoties, kā rezultātā krasi samazināsies iepakojuma kalpošanas laiks un būs nepieciešama savlaicīga nomaiņa.

Atsauce uz galveno detaļu numuriem (3,5 collu konfigurācija)

Savstarpēja aizstājamība un piegādes ķēde

TWS 600S galvenā konkurences priekšrocība ir tā universālā komponentu savietojamība. Tās hidrauliskās nodiluma daļas demonstrē lielisku savstarpēju aizvietojamību ar sūkņiem ar salīdzināmām specifikācijām no tādiem zīmoliem kā BJ, Halliburton un Gardner Denver (piemēram, GD{6}}600). Tas ļauj operatoriem piekļūt rezerves daļām, izmantojot trešo pušu piegādātājus, piemēram, Kerr un TianyuMfg, pat attālās globālās vietās, tādējādi samazinot dīkstāves risku. Tomēr, izmantojot komponentus, kas nav oriģināliekārtu ražotāji, īpaša uzmanība jāpievērš materiālu kategorijām (piem., pārbaudot, vai vārsta ligzda ir izgatavota no ogļhidrātu sakausējuma tērauda), lai novērstu priekšlaicīgu bojājumu.

Populāri tagi: spm tws 600s sūknis, Ķīna spm tws 600s sūkņu ražotāji, piegādātāji, rūpnīca