Halliburton HT-400 pump

Power End på HT-400™ är omvandlingsnavet som omvandlar motorns rotationsmekaniska energi till hydrostatiskt tryck. Dess designfilosofi fokuserar på kärnmåttet "hög effekttäthet". Genom att optimera strukturen med precision har våra ingenjörer uppnått ett stabilt effektstöd på upp till 800 hästkrafter (HHP) samtidigt som viktgränserna för helikopterhissning eller kompakta fordonsinstallationer bibehålls.

The Box Structure: The Victory of Svetsteknik

Till skillnad från konventionella gjutjärnskåpor har HT-400™ en höghållfast stålsvetsad struktur (Weldment) för sitt kraftenhetshölje. Detta designval är medvetet, grundat på en grundlig förståelse av utmattningsbrottmekanik.

• Utmattningsmotstånd: Pumpkroppen utsätts för intensiva cykliska belastningar under sprick- och cementeringsoperationer. Hög-hållfast stålplåt, efter precisionssvetsning och värmebehandling, eliminerar inre spänningar. Jämfört med gjutna strukturer uppvisar de större seghet under drag- och skjuvpåkänningar, vilket avsevärt minskar risken för att skalet spricker.
• Lättviktsfördelar: Den svetsade strukturen gör det möjligt för ingenjörer att minska materialtjockleken i icke-last-bärande områden samtidigt som de förstärker kritiska last-lagerpunkter som lagerhuset. Detta gör att HT-400™ kan bibehålla exceptionell strukturell styvhet samtidigt som den håller sin torrvikt mellan 5 500 och 6 500 pund (2 500–2 950 kg), beroende på växellådans konfiguration. Detta är särskilt viktigt för offshoreplattformar eller helikoptertransport till avlägsna brunnsplatser.
• Vänster-Högerdriftskonfiguration: Designad för att rymma de komplexa grenrörslayouterna hos moderna cementbilar och sprickriggar, HT-400™-huset erbjuder både vänster-och högerstyrd-styrd konfiguration. Den här spegeldesignen möjliggör installation av dubbla-pumpar, optimerar utrymmesutnyttjandet samtidigt som det förenklar drivaxelanslutningarna. Noterbart, även om interna roterande komponenter i allmänhet är utbytbara, är själva huset inte utbytbart på grund av variationer i lagerhålspositioner och monteringsfötter.

Växellådssystem: Precisionsreduktion och vridmomentförstärkning

Hjärtat i kraftöverföringen ligger i dess snäckväxelreduktionsmekanism. HT-400™ använder denna design istället för cylindriska eller koniska växlar, främst för att snäckväxlar erbjuder exceptionella enstegsreduktionsförhållanden och smidig drift, och absorberar effektivt de pulserande stötarna från kolvens fram- och återgående rörelse. Vi tillhandahåller två konfigurationer av premiumväxlar som är skräddarsydda för olika driftskrav:

1. Holroyd-växelsats (reduktionsförhållande 8,6:1)

• Designfunktioner: Det här är en enda-omslutande växeldesign. Den härdade stålsnäckan driver en centrifugalgjuten fosfor-kuggkrans av brons.
• Applikationsscenario: Den här konfigurationen levererar en nominell ineffekt på 600 BHP (bromshästkrafter), vilket gör det till valet-för cementerings- och surgöringsoperationer. Holroyd-tandprofilens ingreppsegenskaper ger exceptionell låg-hastighetskontroll, vilket är viktigt för operationer som kräver exakt hantering av cementutsläpp.
• Materialvetenskap: Tandringen är gjord av en speciell bronslegering med utmärkt friktionsreduktion och anti-klumpförmåga. Under villkoret av gränssmörjning kan bronsen som offermaterial effektivt skydda den dyra stålsnäckväxeln från slitage.

2. Cone Drive växelsats (8,4:1 reduktionsförhållande)

• Designfunktioner: Den avancerade dubbla-omslutande designen har en timglasformad-mask som omger kugghjulets krökning, vilket avsevärt ökar antalet tänder som kopplas in samtidigt.
• Användningsscenario: Den nominella ineffekten ökas till 800 BHP. Denna höga belastningskapacitet gör den till ett idealiskt val för hög-belastning, lång-kontinuerlig driftförhållanden som hydraulisk sprickbildning och lindade röroperationer.
• Fördelarna med den nya tanden är följande: den ökade kontaktytan kan sprida trycket på tandytan, reducera kontaktspänningen avsevärt, förlänga utmattningslivslängden och motstå de momentana trycktopparna under fraktureringsoperationen.

Vevaxel och vevstake: rörelsens precisionshjärta

Omvandlingen från rotation till fram- och återgående rörelse sker i vevaxeln och vevstakemekanismen, som är det mest koncentrerade området av mekanisk belastning.

• Smidd vevaxel: HT-400™-vevaxeln är smidd av hög-legerat stål och genomgår full värmebehandling med ythärdning. Dess tre vevaxlar är anordnade i 120-graders fasvinklar, och denna tre-cylindriga design optimerar vätskedynamik för jämnt flöde, vilket avsevärt minskar tryckfluktuationer i avgasgrenröret. Vevaxeln stöds av fyra huvudlager - två yttre och två inre. Denna fyrapunktsstödstruktur minimerar böjdeformation under tunga belastningar, vilket säkerställer jämn spänningsfördelning över vevstakeslagren.
• Smidd vevstake av aluminium: Detta är ett kritiskt tekniskt val. HT-400™ använder höghållfasta smidda vevstakar av aluminiumlegering istället för konventionella stål.

.Tröghetsfördel: Aluminiums densitet är bara en-tredjedel av stålets. Vid ingångshastigheter på upp till 2 400 r/min, minskar vevstakens fram- och återgående tröghetsmassa avsevärt slagbelastningen på vevaxeln och lagren, vilket förbättrar den mekaniska effektiviteten.

.Värmehantering: Den utmärkta värmeledningsförmågan hos aluminiumlegering kan hjälpa till att snabbt överföra friktionsvärmen som genereras av vevtappslagret och förhindra att lagret överhettas och går sönder.

.Felskydd: Vid det extrema smörjfelet kommer aluminiumvevstången att smälta eller gå sönder innan den smidda stålvevaxeln, fungerar som en "mekanisk säkring", vilket skyddar den mer värdefulla vevaxeln och lådan från att förstöras helt.

• Tvärhuvud och styrplatta: Tvärhuvudet av gjutet stål rör sig ömsesidigt längs stålsliderna, styrt av två utbytbara bronsskor. Sliderna är säkrade i höljet med en innovativ expanderande klämmekanism. Denna design gör det möjligt för underhållspersonal att byta ut sliderna utan att demontera vevaxeln, samtidigt som den tillåter exakt kontroll av tvärhuvudets löpspel (standardområde: 0,006-0,012 tum) genom shim-justeringar, vilket effektivt förhindrar slitageinducerad snedställning.

Smörjsystem: Torr oljetråg och forcerad smörjning

HT-400™ har ett smörjsystem för våtsump, med smörjolja lagrad direkt i botten av snäckväxellådan.

• Inbyggd-oljepump: En halvmånedrevspump drivs direkt av snäckaxeln. Denna design säkerställer att oljeflödet är proportionellt mot pumpens rotationshastighet, vilket garanterar full smörjning av kritiska friktionspar under alla driftsförhållanden.
• Oljecirkulationssystem: Smörjolja dras från oljetråget och passerar först genom en rörformig värmeväxlare (med hjälp av motorkylvätska eller havsvatten för temperaturreglering) för att bibehålla optimal viskositet (vanligtvis över 40 grader F/4,4 grader för start, med hög-temperaturkontroll under drift). Oljan strömmar sedan genom ett Schroeder-magnetfilter och ett 25-mikrons finfilter.
• Filterskydd: Det magnetiska filtret fångar upp järnspån från redskapsslitage, medan pappersfiltret tar bort andra partikelformiga föroreningar. Systemets bypass-ventil säkerställer oavbrutet oljeflöde när filtret blir igensatt eller kallstartsoljans viskositet är för hög, även om detta tillfälligt minskar filtreringseffektiviteten för att skydda de mekaniska komponenterna.
• Viktiga smörjpunkter: Tryckoljan levereras till tvärhuvudets löpbana, snäckaxiallagret, vevaxelns huvudlager och smörjer den stora änden av vevstaken via vevaxelns inre oljepassage. Tvärhuvudsstiftet (Wrist Pin) får stänksmörjning eller trycksmörjning genom den borrade oljepassagen inuti vevstaken.

Den hydrauliska delen, frontlinjen för pumpoperationer, står direkt inför utmaningar med högt tryck, korrosion och slitage. Den hydrauliska änden HT-400™ har en modulär tre-cylindrig design, där varje kolv är ihopkopplad med ett separat smidet stålpumphuvud. Denna modulära design minskar underhållskostnaderna avsevärt - om en cylinder skulle eroderas behöver användarna bara byta ut den specifika cylindern utan att skrota hela den hydrauliska änden.

Struktur: Standard och HCLE

För att rymma olika arbetsmedia har vi utvecklat två primära flödeskanalgeometrier:

1. Standard vätskeände:

• Struktur: Den tvärgående -borrningskonstruktionen har antagits och sugventilen och utloppsventilen är anordnade vertikalt.
• Fördelar: Designen är kompakt, dödvolymen är liten och volymeffektiviteten är hög.
• Användbarhet: Mycket lämplig för cementering, surgöring och allmän vätskepumpning. Det är det mest ekonomiska och effektiva valet för rena vätskor eller låga sandförhållande.
• Specifikationer: Kompatibel med olika kolvstorlekar inklusive 3-3/8", 4", 4-1/2", 5" och 6", med en maximal tryckkapacitet på 20 000 psi.

2. HCLE (High Sand Ratio Low Erosion) hydrauliska ände:

• Struktur: Designen använder antingen ett "T-format hål" eller en rak-genomgående konfiguration. Insugningsventilen och avgasventilen är optimalt anordnade vad gäller vätskedynamik, vanligtvis inriktade i en rak linje eller med en mjuk övergång.
• Fördelar: Det minskar avsevärt turbulensen och virveln hos vätskan i pumphåligheten, vilket minskar erosionsnötningen av pumpkroppen av hög-sand-innehållande vätska (Washout).
• Tillämpning: Speciellt konstruerad för hydraulisk sprickbildning (Frac), särskilt under krävande förhållanden som involverar hög-proppmedel. Det förlänger pumphuvudets livslängd avsevärt vid transport av slipande slam.

Kärnmaterial och tillverkningsprocesser

Som OEM upprätthåller Halliburton nästan -perfekta materialvalsstandarder för att säkerställa att varje komponent tål extrema driftsförhållanden.

• Materialet i pumphuvudet (4330V smidd stål):

.Vi väljer huvudsakligen AISI 4330V (vanadinmodifierat nickel-krom-molybdenlegerat stål) som material för det hydrauliska pumphuvudet.

.Tekniska fördelar: 4330V stål visar överlägsen härdbarhet och slagseghet jämfört med standard 4140 stål. Vår tillverkningsprocess använder vakuumavgasningsteknik för att minimera vätehalten och icke-metalliska inneslutningar i stålet, vilket är avgörande för att förhindra utmattningssprickor under högt-tryck.

.Autofrettage: Alla högtryckshydrauliska enheter genomgår autofrettage före precisionsbearbetning. Genom att applicera ultra-högt tryck på den inre kaviteten genomgår metallväggarna plastisk deformation, vilket lämnar kvarvarande tryckspänning efter tryckavlastning. Denna förspänning motverkar effektivt dragspänningen som genereras under pumpning och förlänger pumpens utmattningslivslängd med flera gånger.

• Ventiler och säten:

.Material: Materialet är tillverkat av SAE 8620 eller 20CrMnTi högkvalitativt uppkolat stål.

.Värmebehandling: Efter djup uppkolning och härdning når ythårdheten HRC 58-62, vilket uppvisar exceptionell slitstyrka. Kärnan bibehåller HRC 30-40-seghet för att motstå de massiva stötbelastningarna från hundratals ventilsätesstötar per minut, vilket förhindrar spröda brott.

.Designdetaljer: Ventilsätets yttre omkrets är typiskt utformad med en avsmalning (t.ex. 1:4 eller liknande förhållande), som är beroende av en kileffekt för att uppnå själv-låsande tätning under högt tryck. En O--ring ingår också för att förhindra tvättning.

• Kolv:

.Colmonoy®-beläggning: Standardkolven har en stålbas med ett spray-svetsat lager av Colmonoy® 88 eller en liknande nickelbaserad-superlegering. Denna krom-, bor-, kisel- och volframlegering avsätts på basen genom sprutsvetsning, vilket uppnår en hårdhet på HRC 60+. Beläggningen är inte bara slitage-beständig utan också mycket korrosionsbeständig- mot saltvatten och syror på grund av dess höga nickelhalt.

.Keramiska pluggar: För extremt frätande eller mycket nötande miljöer tillhandahåller vi keramiska zirkoniumpluggar. Trots sin högre kostnad och värmechockkänslighet har dessa pluggar en exceptionellt slät yta och låg friktionskoefficient, vilket avsevärt förlänger packningens livslängd.

Distanskomponent

Isoleringsramen är bron som förbinder kraftänden och den hydrauliska änden, och dess öppna design är mycket viktig.

• Funktion: Den tillhandahåller ett observationsfönster som gör det möjligt för operatörer att visuellt inspektera kolvtätningen (packningen) för läckor. Ännu viktigare är att den fysiskt isolerar de två komponenterna, vilket förhindrar frätande sprickvätskor eller cementslam från att tränga in i den emulgerade smörjoljan på den-sidan av vevhuset, vilket undviker katastrofala effekt-sidofel.
• modell:

1. L-2-modellen har en svetsad struktur för ökad hållbarhet, som vanligtvis används i 800HP sprickkonfigurationer.
2. L-4-typen, med 12 oberoende stödrör bultade ihop, är en lättviktskonstruktion som vanligtvis används i 600HP cementeringskonfigurationer.

HT-400™ visar en anmärkningsvärd mångsidighet genom sitt omfattande prestandaområde. Genom att byta till kolvdiametrar av varierande storlekar kan operatörer sömlöst växla mellan maximalt tryck och maximalt förskjutning. Den här enstaka pumpen kan utföra både högtryckstestning vid 20 000 psi och vatteninsprutning med stora volymer.

Prestandadatablad (baserat på 8,6:1 utväxling, 2 100 rpm motorvarvtal)

Obs: Data beräknas baserat på en 90 % volymetrisk effektivitet. Den maximala ineffekten är begränsad till 600 BHP (Holroyd-växel) eller 800 BHP (Cone Drive-växel).

Fysiska mått och vikt

Den kompakta designen av HT-400™ möjliggör sömlös integrering i olika fordons-monterade eller sladdmonterade system.

• Längd: Cirka 56 till 77 tum (1 422-1 956 mm), beroende på om en distans är installerad och typen av hydraulisk ände.
• Bredd: cirka 50 tum (1 270 mm).
• Höjd: cirka 47 tum (1 194 mm).
• Torrvikt: Cirka 5 500 pund (2 500 kg) till 6 500 pund (2 950 kg). Jämfört med Quintuplex-pumpen i samma klass erbjuder den en betydande viktfördel, vilket minskar transportkostnaderna och chassibelastningen.

Som OEM-tillverkare förstår vi att utrustningens tillförlitlighet inte bara beror på design utan också på korrekt underhåll och hög-kvalitetskomponenter. Det här kapitlet ger grundläggande underhållsstrategier baserade på HT-400™-pumpens underhålls- och reparationsmanual.

Tätningssystem: packning och tätning

Högtryckstätning är de förbrukningsvaror som oftast byts ut i pumpdrift.

• Förpackningsenhet:

1. Samlingsringen, vanligtvis gjord av HNBR eller brons, är placerad vid basen av packningsenheten för att ge strukturellt stöd.
2. Tryckringar: Kärntätningselementet. För standarddriftsförhållanden rekommenderar vi en komposit av nitrilgummi och bomullstyg. För miljöer med sura eller höga-temperaturer rekommenderar vi Kevlar®-förstärkt HNBR eller fluorgummi (Viton), eller till och med PEEK för att motstå kemisk erosion och hög-temperaturkrypning.
3. Honadapter: En topptryckring förhindrar att tätningsmaterialet extruderas under högt tryck.

• Smörjtätning: Den sitter inuti packboxmuttern och säkerställer att kolvsmörjmedlet förblir i packningsområdet för att förhindra torr friktion.
• Underhåll Obs: När du installerar ny förpackning, gör en inbrytning-. Använd rent vatten och öka gradvis trycket till 2 000 psi i steg om 2 000 psi. Upprätthåll varje trycknivå i 20-30 minuter, justera packboxen tills driftstrycket uppnås. Lås aldrig packboxen på en gång, eftersom detta kan orsaka överhettning och utbrändhet.

Ventilsystem: ventilhus och gummi

• Ventilinsatser: De utgör den första försvarslinjen för ventiltätning.

1. Polyuretan: Standard rött eller brunt gummi, lämpligt för vatten-baserad slam och cement, med utmärkt slitstyrka och en övre driftstemperatur på cirka 160 grader F (71 grader).
2. Hög-temperaturblandning: gult eller vitt gummi, lämpligt för olje-baserade slurry- eller syralösningar vid temperaturer upp till 200 grader F+.

• Fjäder: Fjädrar i rostfritt stål måste användas för att förhindra korrosion och brott. Observera installationsriktningen för den koniska fjädern för 5 "och 6" pumphuvuden: den mindre änden måste vara vänd mot kolven. Annars kan ventilen inte öppnas helt.

Rekommenderad reservdelslista (RSPL)

För att hantera nödsituationer i avlägsna områden rekommenderar vi att kunderna alltid har med sig följande viktiga reservdelssatser:

1. Paket med förbrukningsvaror för vätskeändar: inkluderar en komplett uppsättning med skovelgummi, skovelfjäder, packningsset, O-ring och tätningsplatta för skovelöverdrag.
2. Reservdelarna är en uppsättning reservventilhus och ventilsäte, och en reservkolv.
3. Kraftenhetsunderhållssats: Schroeder filterpatron, växellådans lockpackning och snäckaxeltätning.

Artikelnummerindex (exempel)

För att hjälpa kunderna att hitta delar listar vi referensnumren för några hög-frekventa och slitage-komponenter nedan:

• 4,5" Lackgummi (standard polyuretan): Legacy No.316.22049
• 4,5" kant (konisk): Legacy nr.316.22047
• Schroeder filterpatron: SAP No.100021412 (K-25)
• Kraftände stor locktätning: SAP nr.100002810

Populära Taggar: halliburton ht-400 pump, Kina halliburton ht-400 pump tillverkare, leverantörer, fabrik