Bomba Halliburton HT-400

El Power End de l'HT-400™ és el centre de conversió que transforma l'energia mecànica de rotació del motor en pressió hidrostàtica. La seva filosofia de disseny se centra en la mètrica bàsica de "alta densitat de potència". En optimitzar l'estructura amb precisió, els nostres enginyers han aconseguit un suport de sortida estable de fins a 800 cavalls de potència (HHP) mantenint els límits de pes per a l'elevació d'helicòpters o la instal·lació de vehicles compactes.

L'estructura de la caixa: la victòria de la tecnologia de soldadura

A diferència dels tancaments de ferro colat convencionals, l'HT-400™ inclou una estructura soldada d'acer d'alta resistència (soldadura) per a la seva carcassa de la unitat de potència. Aquesta elecció de disseny és deliberada, basada en una comprensió completa de la mecànica de fractura per fatiga.

• Resistència a la fatiga: el cos de la bomba està sotmès a càrregues cícliques intenses durant les operacions de fracturació i cimentació. Les plaques d'acer-d'alta resistència, després de la soldadura de precisió i el tractament tèrmic, eliminen les tensions internes. En comparació amb les estructures de fosa, presenten una major duresa sota esforços de tracció i cisalla, reduint significativament el risc d'esquerdes de la closca.
• Avantatges lleugers: l'estructura soldada permet als enginyers reduir el gruix del material a les zones sense -càrrega-a la vegada que reforça els punts crítics de càrrega-com la carcassa del coixinet. Això permet que l'HT-400 ™ mantingui una rigidesa estructural excepcional mentre manté el seu pes sec entre 5.500 i 6.500 lliures (2.500-2.950 kg), depenent de la configuració de la caixa de canvis. Això és especialment crucial per a plataformes en alta mar o per al transport amb helicòpter a llocs de pous remots.
• Configuració de la unitat esquerra-dreta: dissenyada per adaptar-se a les complexos dissenys de col·lectors dels moderns camions de cimentació i equips de fracturació, la carcassa HT-400™ ofereix configuracions de conducció a mà esquerra-a la dreta-. Aquest disseny de mirall permet la instal·lació de patins de doble-bomba, optimitzant la utilització de l'espai alhora que simplifica les connexions de l'eix de transmissió. En particular, encara que els components giratoris interns són generalment intercanviables, la carcassa en si no és intercanviable a causa de les variacions en les posicions dels forats del coixinet i els peus de muntatge.

Sistema de transmissió d'engranatges: reducció de precisió i amplificació de parell

El cor de la transmissió de potència es troba en el seu mecanisme de reducció d'engranatges de cuc. L'HT-400™ empra aquest disseny en lloc d'engranatges rectes o cònics, principalment perquè els engranatges de cuc ofereixen relacions de reducció excepcionals d'una sola etapa i un funcionament suau, absorbint eficaçment els xocs pulsatius del moviment alternatiu de l'èmbol. Oferim dues configuracions de conjunt d'engranatges premium adaptades a diferents requisits operatius:

1. Joc d'engranatges Holroyd (relació de reducció 8,6:1)

• Característiques de disseny: aquest és un disseny d'engranatge envoltant-únic. El cuc d'acer endurit impulsa un anell d'engranatge de bronze fosforat-centrífug.
• Escenari d'aplicació: aquesta configuració ofereix una potència d'entrada nominal de 600 BHP (cavalls de potència de fre), cosa que la converteix en la-opció preferida per a les operacions de ciment i acidificació. Les característiques d'engranatge del perfil de dents Holroyd proporcionen un control excepcional de baixa-velocitat, que és essencial per a les operacions que requereixen una gestió precisa de la descàrrega de ciment.
• Ciència dels materials: l'anell dental està fet d'un aliatge especial de bronze amb una excel·lent reducció de la fricció i capacitat anti{0}}aglomeració. Sota la condició de lubricació del límit, el bronze com a material de sacrifici pot protegir eficaçment el costós engranatge de cuc d'acer del desgast.

2. Conjunt d'engranatges d'accionament de con (relació de reducció 8,4:1)

• Característiques de disseny: el disseny avançat de doble-envoltant presenta un cuc en forma de rellotge de sorra-que envolta la curvatura de l'engranatge, augmentant significativament el nombre de dents enganxades simultàniament.
• Escenari d'aplicació: la potència nominal d'entrada augmenta a 800 BHP. Aquesta gran capacitat de càrrega la converteix en una opció ideal per a condicions d'operació contínua a-alta càrrega,-a llarg termini, com ara operacions de fracturació hidràulica i tubs enrotllats.
• Els avantatges de la nova dent són els següents: l'augment de l'àrea de contacte pot dispersar la pressió a la superfície de la dent, reduir molt l'estrès de contacte, allargar la vida a la fatiga i suportar els pics de pressió instantània en l'operació de fractura.

Muntatge de cigonyal i biela: el cor de precisió de la conversió del moviment

La conversió de la rotació al moviment alternatiu es produeix al mecanisme del cigonyal i de la biela, que és l'àrea més concentrada d'estrès mecànic.

• Cigonyal forjat: el cigonyal HT-400™ està forjat amb acer d'aliatge d'alta-qualitat i se sotmet a un tractament tèrmic complet amb enduriment superficial. Els seus tres cigonyals estan disposats amb angles de fase de 120-graus, i aquest disseny de tres-cilindres optimitza la dinàmica de fluids per obtenir un flux uniforme, reduint significativament les fluctuacions de pressió al col·lector d'escapament. El cigonyal està recolzat per quatre coixinets principals: dos exteriors i dos interiors. Aquesta estructura de suport de quatre punts minimitza la deformació de flexió sota càrregues pesades, assegurant una distribució uniforme de l'esforç als coixinets de biela.
• Biela d'alumini forjat: aquesta és una opció d'enginyeria crítica. L'HT-400™ utilitza bielles d'aliatge d'alumini forjat d'alta resistència en lloc de les d'acer convencionals.

.Avantatge d'inèrcia: la densitat de l'alumini és només un-terç de la de l'acer. A velocitats d'entrada de fins a 2.400 RPM, la reducció de la massa d'inèrcia alternativa de la biela disminueix significativament les càrregues d'impacte sobre el cigonyal i els coixinets, millorant així l'eficiència mecànica.

.Gestió de la calor: l'excel·lent conductivitat tèrmica de l'aliatge d'alumini pot ajudar a transferir ràpidament la calor de fricció generada pel coixinet de la biela i evitar que el coixinet s'escalfi i s'avaria.

.Protecció contra errors: En la fallada extrema de la lubricació, la biela d'alumini es fon o trencarà abans del cigonyal d'acer forjat, actuant com a "fusible mecànic", protegint així el cigonyal i la caixa més valuosos de ser completament destruïts.

• Cruïlla i placa de guia: la creu d'acer fosa es mou recíprocament al llarg de les corredisses d'acer, guiada per dues sabates de bronze reemplaçables. Les diapositives estan assegurades dins de la carcassa mitjançant un innovador mecanisme de pinça expansible. Aquest disseny permet al personal de manteniment substituir les corredisses sense desmuntar el cigonyal, alhora que permet un control precís de la distància de funcionament de la creu (rang estàndard: 0,006-0,012 polzades) mitjançant ajustos de calçat, evitant eficaçment la desalineació induïda pel desgast.

Sistema de lubricació: safata d'oli sec i lubricació forçada

L'HT-400™ compta amb un sistema de lubricació de carter humit, amb oli lubricant emmagatzemat directament a la part inferior de la caixa d'engranatges sense fi.

• Bomba d'oli-integrada: una bomba d'engranatges creixents és accionada directament per l'eix de cuc. Aquest disseny garanteix que el cabal d'oli sigui proporcional a la velocitat de rotació de la bomba, garantint la lubricació completa dels parells de fricció crítics en totes les condicions de funcionament.
• Sistema de circulació d'oli: l'oli lubricant s'extreu de la safata d'oli i passa primer a través d'un intercanviador de calor tubular (utilitzant refrigerant del motor o aigua de mar per a la regulació de la temperatura) per mantenir una viscositat òptima (normalment per sobre de 40 graus F/4,4 graus per a l'arrencada, amb un control d'alta -temperatura durant el funcionament). Aleshores, l'oli passa per un filtre magnètic Schroeder i un filtre fi de 25 micres.
• Protecció del filtre: el filtre magnètic captura les llimades de ferro del desgast dels engranatges, mentre que el filtre de paper elimina altres contaminants de partícules. La vàlvula de derivació del sistema garanteix un flux d'oli ininterromput quan el filtre s'obstrueix o la viscositat de l'oli d'inici en fred-és massa alta, fins i tot si això redueix temporalment l'eficiència de filtració per protegir els components mecànics.
• Punts de lubricació clau: l'oli de pressió es lliura a la pista de rodadura de la creu, el coixinet d'empenta de cuc, el coixinet principal del cigonyal i lubrica l'extrem gran de la biela a través del pas intern d'oli del cigonyal. El passador de la creu (Wrist Pin) rep lubricació per esquitxades o lubricació a pressió a través del pas d'oli perforat dins de la biela.

L'extrem hidràulic, la primera línia de les operacions de bombeig, s'enfronta directament a reptes d'alta pressió, corrosió i desgast. L'extrem hidràulic HT-400™ presenta un disseny modular de tres-cilindres, amb cada pistó emparellat amb un capçal de bomba d'acer forjat independent. Aquest disseny modular redueix significativament els costos de manteniment: si un cilindre s'erosiona, els usuaris només hauran de substituir aquest cilindre específic sense desballestar tot l'extrem hidràulic.

Estructura: Estàndard i HCLE

Per adaptar-se a diversos mitjans de treball, hem desenvolupat dues geometries de canals de flux primaris:

1. Extrem de fluid estàndard:

• Estructura: s'adopta el disseny del forat transversal-i la vàlvula d'aspiració i la vàlvula de descàrrega es disposen verticalment.
• Avantatges: el disseny és compacte, el volum mort és petit i l'eficiència del volum és alta.
• Aplicabilitat: Molt adequat per a cimentació, acidificació i bombeig de fluids generals. És l'opció més econòmica i eficient per a operacions amb fluids nets o amb una relació de sorra baixa.
• Especificacions: Compatible amb diverses mides d'èmbol, com ara 3-3/8 ", 4", 4-1/2 ", 5" i 6 ", amb una capacitat de pressió màxima de 20.000 psi.

2. L'extrem hidràulic HCLE (High Sand Ratio Low Erosion):

• Estructura: el disseny adopta una configuració de "-forat en forma de T" o recta-. La vàlvula d'admissió i la vàlvula d'escapament estan disposades de manera òptima en termes de dinàmica de fluids, normalment alineades en línia recta o amb una transició suau.
• Avantatges: redueix significativament la turbulència i el vòrtex del fluid a la cavitat de la bomba, reduint així el desgast de l'erosió del cos de la bomba pel fluid que conté sorra-d'alta velocitat ({0}}rentat).
• Aplicabilitat: dissenyat específicament per a la fracturació hidràulica (Frac), especialment en condicions exigents que impliquin suports d'alta-concentració. S'allarga significativament la vida útil del capçal de la bomba quan es transporten purins abrasius.

Materials bàsics i processos de fabricació

Com a OEM, Halliburton manté uns estàndards de selecció de materials gairebé-perfectes per garantir que cada component pugui suportar condicions de funcionament extremes.

• El material del cos del capçal de la bomba (acer forjat 4330V):

.Escollim principalment AISI 4330V (acer d'aliatge de níquel modificat amb vanadi-crom-molibdè) com a material del capçal de la bomba hidràulica.

.Avantatges tècnics: l'acer 4330V demostra una duresa i una resistència a l'impacte superiors en comparació amb l'acer 4140 estàndard. El nostre procés de fabricació utilitza tecnologia de desgasificació al buit per minimitzar el contingut d'hidrogen i les inclusions no-metàl·liques a l'acer, la qual cosa és fonamental per evitar l'inici de les esquerdes per fatiga en condicions d'alta-pressió.

.Autofrettage: totes les unitats hidràuliques d'alta pressió-se sotmeten a autofrettage abans del mecanitzat de precisió. En aplicar una pressió ultra-a la cavitat interior, les parets metàl·liques pateixen una deformació plàstica, deixant un esforç de compressió residual després de l'alliberament de la pressió. Aquesta pre-tensió contraresta eficaçment la tensió de tracció generada durant el bombeig, allargant diverses vegades la vida útil de la bomba.

• Vàlvules i seients:

.Materials: el material està fet d'acer carburat d'alta qualitat SAE 8620 o 20CrMnTi.

Tractament tèrmic: després de la cementació i l'extinció profunda, la duresa superficial arriba a HRC 58-62, mostrant una resistència al desgast excepcional. El nucli manté la duresa HRC 30-40 per suportar les càrregues d'impacte massives de centenars d'impactes de seient de vàlvula per minut, evitant fractures fràgils.

.Detalls del disseny: la circumferència exterior del seient de la vàlvula es dissenya normalment amb una conicitat (p. ex., 1:4 o una relació similar), que es basa en un efecte de falca per aconseguir un segellat auto-bloquejant a alta pressió. També s'inclou un anell O-per evitar el rentat.

• Èmbol:

.Revestiment de Colmonoy®: l'èmbol estàndard inclou una base d'acer amb una capa-soldada per polvorització de Colmonoy® 88 o un superaliatge similar-a base de níquel. Aquest aliatge de crom, bor, silici i tungstè es diposita a la base mitjançant soldadura per polvorització, aconseguint una duresa de HRC 60+. El recobriment no només és resistent al desgast-, sinó també altament resistent a la corrosió- a l'aigua salada i als àcids a causa del seu alt contingut de níquel.

.Taps de ceràmica: per a ambients extrems corrosius o molt abrasius, oferim taps de ceràmica de zirconi. Malgrat el seu major cost i sensibilitat al xoc tèrmic, aquests taps presenten una superfície excepcionalment llisa i un baix coeficient de fricció, allargant significativament la vida útil de l'embalatge.

Component separador

El marc d'aïllament és el pont que connecta l'extrem de potència i l'extrem hidràulic, i el seu disseny obert és molt important.

• Funció: proporciona una finestra d'observació, que permet als operadors inspeccionar visualment el segell de l'èmbol (embalatge) per detectar fuites. El que és més important, aïlla físicament els dos components, evitant que els fluids de fractura corrosius o els purins de ciment entrin a l'oli lubricant emulsionat del cárter de la potència-lateral, evitant així falles catastròfiques-de la potència.
• model:

1. El model L-2 presenta una estructura soldada per a una major durabilitat, que s'utilitza normalment en configuracions de fracturació de 800 CV.
2. El tipus L-4, amb 12 canonades de suport independents cargolades, és un disseny lleuger que s'utilitza habitualment en configuracions de cimentació de 600 CV.

L'HT-400™ demostra una versatilitat notable gràcies a la seva àmplia gamma de rendiment. En canviar a diàmetres d'èmbol de diferents mides, els operadors poden passar perfectament entre la pressió màxima i el desplaçament màxim. Aquesta bomba única pot realitzar proves d'alta pressió a 20.000 psi i operacions d'injecció d'aigua de gran volum.

Full de dades de rendiment (basat en una relació d'engranatges de 8,6:1, velocitat del motor de 2.100 RPM)

Nota: Les dades es calculen en funció d'una eficiència volumètrica del 90%. La potència d'entrada màxima està limitada a 600 BHP (engranatge Holroyd) o 800 BHP (engranatge Cone Drive).

Dimensions físiques i pes

El disseny compacte de l'HT-400™ permet una integració perfecta en diversos sistemes muntats en vehicle-o de patins.

• Longitud: aproximadament de 56 a 77 polzades (1.422-1.956 mm), depenent de si hi ha instal·lat un separador i del tipus d'extrem hidràulic.
• Amplada: aproximadament 50 polzades (1.270 mm).
• Alçada: aproximadament 47 polzades (1.194 mm).
• Pes sec: aproximadament 5.500 lliures (2.500 kg) a 6.500 lliures (2.950 kg). En comparació amb la bomba Quintuplex de la mateixa classe, ofereix un avantatge de pes important, reduint els costos de transport i la càrrega del xassís.

Com a fabricant OEM, entenem que la fiabilitat dels equips depèn no només del disseny, sinó també del manteniment adequat i dels components d'alta-qualitat. Aquest capítol ofereix estratègies bàsiques de manteniment basades en el Manual de reparació i manteniment de la bomba HT-400™.

Sistema de segellat: embalatge i segellat

El segell d'alta pressió és el consumible més freqüentment substituït en el funcionament de la bomba.

• Muntatge d'embalatge:

1. L'anell de capçalera, normalment fet de HNBR o bronze, es col·loca a la base del conjunt d'embalatge per proporcionar suport estructural.
2. Anells de pressió: l'element de segellat del nucli. Per a condicions de funcionament estàndard, recomanem un compost de cautxú nitril i teixit de cotó. Per a entorns àcids o d'alta-temperatura, recomanem HNBR-reforçat amb Kevlar® o fluorocautxú (Viton), o fins i tot PEEK per suportar l'erosió química i la fluïdesa d'alta-temperatura.
3. Adaptador femella: un anell de pressió superior evita que el material de segellat sigui extruït a alta pressió.

• Segell de lubricació: situat a l'interior de la femella de la caixa de farciment, assegura que el lubricant de l'èmbol roman a la zona d'embalatge per evitar la fricció seca.
• Nota de manteniment: quan instal·leu un nou embalatge, feu un descans-. Utilitzeu aigua neta i augmenteu gradualment la pressió fins a 2.000 psi en increments de 2.000 psi. Mantingueu cada nivell de pressió durant 20-30 minuts, ajustant la glàndula d'embalatge fins a assolir la pressió de funcionament. No bloquegeu mai la glàndula d'empaquetament alhora, ja que això pot provocar un sobreescalfament i esgotament.

Conjunt del sistema de vàlvules: cos de vàlvula i cautxú

• Insercions de vàlvules: formen la primera línia de defensa per al segellat de vàlvules.

1. Poliuretà: cautxú vermell o marró estàndard, adequat per a purins a base d'aigua-i ciment, amb una excel·lent resistència al desgast i una temperatura de funcionament superior d'aproximadament 160 graus F (71 graus ).
2. Compost d'alta-temperatura: cautxú groc o blanc, adequat per a solucions a base d'oli-o solucions àcides a temperatures de fins a 200 graus F+.

• Molla: s'han d'utilitzar molles d'acer inoxidable per evitar la corrosió i el trencament. Tingueu en compte la direcció d'instal·lació de la molla cònica per a capçals de bombes de 5 "i 6": l'extrem més petit ha de mirar cap a l'èmbol. En cas contrari, és possible que la vàlvula no s'obri completament.

Llista de peces de recanvi recomanades (RSPL)

Per gestionar emergències en zones remotes, recomanem als clients que portin sempre els següents kits de recanvis essencials:

1. Paquet de consumibles finals de fluid: inclou un conjunt complet de goma de paletes, molla de paletes, joc d'embalatge, junta tòrica i coixinet de segellat de la coberta de paletes.
2. Les peces de recanvi són un conjunt de cos de vàlvula de recanvi i seient de vàlvula i un pistó de recanvi.
3. Kit de manteniment de la unitat de potència: cartutx de filtre Schroeder, junta de coberta de la caixa de canvis i segell d'oli de l'eix de cuc.

Índex de números de peça (exemple)

Per ajudar els clients a trobar peces, a continuació enumerem els números de referència d'alguns components d'alta-freqüència i desgast-:

• Goma de vernís de 4,5" (poliuretà estàndard): Legacy No.316.22049
• Verge de 4,5" (cònic): Legacy núm.316.22047
• Cartutx de filtre Schroeder: SAP No.100021412 (K-25)
• Segell de coberta gran de l'extrem d'alimentació: SAP No.100002810

Etiquetes populars: bomba halliburton ht-400, fabricants de bombes halliburton ht-400 de la Xina, proveïdors, fàbrica