エムスコ FC-2200 マッドポンプ

コアパフォーマンスパラメータ

圧力と変位の性能曲線

FC-2200の油圧性能表（100SPM定格ストローク基準）

データは、100% の体積効率と 90% の機械効率に基づいて計算されます。

ラック構造：溶接技術の勝利

小型ポンプで一般的に使用される鋳造フレームとは異なり、FC-2200 は高強度の溶接鋼フレーム (加工鋼フレーム) を備えています。

材料の選択: 優れた溶接特性と衝撃靭性を備えた高品質の低合金高強度構造用鋼板。

プロセス フロー: 鋼板は精密な切断と面取り処理の後、認定された溶接工によるマルチパス溶接を受けます。{0}}その後、溶接による残留応力を除去するために、フレーム全体に完全な熱処理 (アニーリング) を施す必要があります。ポンプ動作中の残留応力と動作応力が組み合わさると、溶接部の亀裂が容易に発生する可能性があるため、この手順は非常に重要です。

精密加工: 熱処理されたフレームは大型ボーリング盤でシングルパス加工され、クランクシャフトの穴とクロスヘッド ガイド プレートの穴の間の絶対的な平行性と直角度が保証されます。-この加工精度は、ベアリングとクロスヘッドの摩耗率を直接決定します。メンテナンス マニュアルによると、耐摩耗性リングとフレーム穴の間のすきまばめには、適切な位置合わせを確保するために厳しい公差要件 (たとえば、0.002 "-0.007" すきまばめ) が定められています。{4}

クランクシャフトアセンブリ: 4340 合金鋼の靭性

クランクシャフトは、泥水ポンプの中で最も高価で複雑な部品の 1 つです。 FC-2200は一体鍛造偏心クランクシャフト設計を採用。

材質のアップグレード: 標準構成では通常 4140 合金鋼が使用されますが、OEM は極端な動作条件に対応するために 4340 ニッケル-クロム-モリブデン合金鋼 (NCM 鋼) を推奨することがよくあります。

4340 対 4140: 4340 鋼にニッケルを添加すると、深部焼入れ性と低温衝撃靱性が大幅に向上します。-これは、数百万回の高負荷サイクルの後でも、4340 クランクシャフトは標準の 4140 クランクシャフトと比較して疲労破壊のリスクがはるかに低いことを意味します。-

構造の特徴：一体鍛造により組み合わせるクランクシャフトの界面がなくなり、緩みの心配がありません。偏心輪はシャフトに直接機械加工されており、大径自動調心ころ軸受によって支持されています。-このベアリングには自動調心機能があり、高負荷時のクランクシャフトのわずかな弾性変形を補償し、エッジ応力の集中を防ぎます。

ギアの取り付け: 大型ギア (ブル ギア) は通常、ヘリンボーン歯形を特徴とし、軸方向の力に自動的に対抗し、ベアリングがラジアル荷重のみを処理できるようにして、耐用年数を大幅に延ばします。

ピニオンシャフト

ピニオン シャフトは、動力伝達の直接的な荷重支持点として機能し、{0}高強度合金鋼で鍛造されています。{1}その設計により、ポンプの左側または右側から操作できるため、現場での設置の柔軟性が高まります。-軸受ハウジングにはラビリンスシールが組み込まれており、潤滑油の漏れや外部汚染を防ぎます。

クロスヘッドと延長ロッド

クロスヘッド アセンブリは、クランクシャフトの回転運動を純粋な直線往復運動に変換し、コネクティング ロッドの横方向の力を遮断し、ピストン ロッドとシリンダー ライナーを保護する役割を果たします。

• クロスヘッド：ダクタイル鋳鉄または鋳鋼製で、上下のガイドが交換可能です。ガイドは通常、摩擦を軽減するためにバビット合金または特殊な耐摩耗性銅合金で裏打ちされています。-
• ポニーロッド: クロスヘッドをピストンロッドに接続する重要なコンポーネントです。

材料標準: 35CrMo は OEM の標準材料選択です。このクロム-モリブデン鋼は、非常に高い引張強度と耐クリープ性を備えています。

表面処理: スタフィングボックス内で往復運動する中間タイロッドには、硬質クロムメッキと鏡面研磨が必要です。{0}このコーティングにより、摩擦係数が極めて低いだけでなく、耐食性にも優れ、スラリー飛散によるシールリングの損傷を効果的に防止します。

接続形式: ピストンロッドはクランプ式で接続されており、ピストンロッドにわずかな自己調心機能があり、わずかな位置ずれによるピストンの摩耗を防ぎます。{0}}

潤滑システム:二重安全装置

FC-2200は、数万時間の使用によるモーターの焼損を防ぐため、強制給油と飛沫給油を組み合わせたハイブリッドシステムを採用しています。

• 強制潤滑：外接ギヤオイルポンプまたは内接ギヤオイルポンプにより、配管を通じて潤滑油を主軸受、コンロッド軸受、クロスヘッドピン2に直接供給します。金属削り粉などの不純物を遮断するフィルタを内蔵しています。
• 沈降室の設計: 専用の沈降室がクロスヘッドガイドプレートの下に設置されています。クロスヘッド領域が油圧端に近いため、スラッジや凝縮水による汚染が発生しやすくなります。沈降室は重力分離を利用して水と重い汚染物質を沈降させ、メインオイルタンクへの逆流やクランクシャフトベアリングの潜在的な汚染を防ぎます。
• オイルの選択: さまざまな周囲温度に対応できるよう、Shell Tellus 68/100 や Regal Oil R&O 150 などの高品質の極圧ギア オイルを推奨します。{0}

モジュラー設計: ストレート-およびL型-

FC-2200 は 3 つの独立した油圧シリンダ モジュールを備えているため、単一モジュールが故障した場合でも油圧システム全体を交換することなくメンテナンスが可能となり、修理コストを大幅に削減できます。

構造構成: 最新の FC-2200 は通常、**「バルブ-オーバー-バルブ」(バルブ-オーバー-バルブ)** または L 字型設計を採用しています。吸入弁は吐出弁の直下に配置されています。この垂直配置により、デッドボリュームが最小限に抑えられ、体積効率が向上し、よりスムーズな流体の流れが確保されるため、渦や浸食が軽減されます。

圧力定格: 標準モジュールは 5,000 PSI 向けに設計されていますが、深井戸作業用のアップグレード バージョンは 7,500 PSI に耐えることができます。

材料のモジュール科学: 4130 から 35CrMo まで

液体シリンダーモジュールは大きな内圧に耐える必要があるため、材料の選択は非常に重要です。

標準タイプ (5000 PSI): 通常、AISI 4130 または 8620 合金鋼から鍛造されます。これらの材料は焼きならしおよび焼き戻し処理が施されており、全体的に優れた機械的特性と溶接性を備えています。

高性能バージョン（7500 PSI）: 鍛造は 35CrMo または 40CrMnMo 合金鋼を使用して実行する必要があります。鍛造プロセスにより結晶粒構造が微細化され、鋳造欠陥（気孔や引け巣など）が排除され、応力方向に沿ったファイバーフローが生成され、結果として優れた疲労強度が得られます。 OEM 仕様では、熱影響部が疲労亀裂の開始点になる可能性があるため、モジュール本体の溶接修理は厳しく禁止されています。-

脆弱部品の技術を詳しく解説

バイメタルライナー

シェルは高級炭素鋼 (例: 45# 鋼) から鍛造されており、構造的なサポートを提供します。{0}

• 裏地: **高-クロム鋳鉄（高クロム鉄）**から遠心鋳造で作られており、クロム含有量は通常 26%～28% です。熱処理された内面は HRC 60～65 の硬度を実現します。-この並外れた硬度により、重晶石の粉末や岩石の切削による激しい摩耗に耐えることができます。
• 加工精度: 内穴は鏡のような滑らかさを実現するためにホーニング加工が必要です。これにより、ピストンの摩擦によって発生する熱が軽減されます。{0}}

ピストンとピストンロッド

ピストンコア: 鍛造鋼、高圧下でも塑性変形がありません。

シールゴム：

• ニトリルゴム (NBR): 従来の水ベースのスラリー、動作温度 120 度未満に適しています。{0}
• ポリウレタン (ウレタン): 優れた耐引裂性と耐摩耗性があり、高圧用途に適しています。{0}}ただし、耐熱性はありません。-
• 水素化ニトリルゴム (HNBR) は、高温の深井戸や油をベースにした泥の環境で使用されます。{0}{1}
• ピストンロッドは 2 つの部分に分かれて設計されており、中間のタイロッドとクランプで接続されています。ピストンロッドの表面も腐食を防ぐために浸炭またはクロムメッキされています。-

バルブとシート

• 標準: バルブは **API 7K フルオープン** 設計を採用しています。この設計は、中心シャフトがなくガイド脚のみを備えたバルブ本体を特徴とし、大きな流路面積と低い流体抵抗を提供します。
• 材質: バルブ本体とバルブシートは通常、20CrMnTi または AISI 8620 浸炭鋼で作られています。浸炭層の深さは1.5～2.0mmに管理され、表面硬度はHRC 58～62と、バルブ着座時の巨大な衝撃荷重に耐えられる高靭性を維持した芯材となっています。
• シーリング: ポリウレタンインサートは低圧下での初期シーリングを提供し、精密な金属円錐接触は高圧下での一次シーリングを保証します。

サクションデサージャ

SD-8 モデルには通常、吸引ライン内の運動エネルギーの変動を吸収するように設計された空気吸引バッグが装備されています。 3 シリンダー ポンプは比較的安定した流量を供給しますが、それでも吸入行程中に一時的な負圧が発生します。 SD-8 は、内部の気嚢の膨張と収縮によって吸入圧力を軽減し、油圧システムの内部コンポーネントの重要な安全装置であるキャビテーションを効果的に防止します。

排気脈動減衰装置

このシステムは通常、PD-55 または KB-75 球面ダンパーを使用します。高圧-の吐出端では、たとえわずかな圧力変動でも長距離のパイプラインに重大な振動を引き起こす可能性があります。これらのダンパーは予圧された窒素で満たされており、ピーク圧力を吸収して谷圧力を補償し、変動を 5% 以内に抑えてダウンホールモーターと MWD 機器を保護します。

ライナー洗浄システム

これは独立した低圧水循環システムであり、通常は小型電動遠心ポンプによって駆動されます。{0}

• 機能：運転中、ピストンおよびシリンダーライナーの後方に冷却水（または防錆剤を混合した冷却水）を連続的に注入します。
• 重要: ピストンとシリンダーライナーの間の摩擦によりかなりの熱が発生します。速やかに消散しないと、ピストンゴムが急速に軟化し、気泡が発生したり、場合によっては発火する可能性があります。 OEM 図面には、ピストンのストローク全体を確実にカバーするための冷却剤スプレー パイプのレイアウトが詳しく記載されています。

高圧安全弁は吐出管マニホールドに必ず取り付けてください。シャーピン式またはスプリングリセット式です。

• 開口圧力はシリンダライナの定格圧力の 110% に設定してください。安全弁の出口にストップバルブを取り付けることは禁止されています。圧力逃がしラインは泥水タンクに真っすぐに伸び、圧力逃がしの反力で人が怪我をしないようにしっかりと固定されていなければなりません。

一般的な障害のトラブルシューティング表

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