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煤炭是我国重要的基础能源和工业原料，近年来煤矿灾害事故时有发生，给国家财产和矿工生命造成巨大威胁。我国煤矿事故中40％以上是瓦斯爆炸事故，可见瓦斯事故已成为我国煤矿生产中最严重的灾害之一。近水平长钻孔定向钻进技术是提高煤矿井下瓦斯抽采率、减少瓦斯灾害的一条重要途径，在国外得到了广泛的推广和应用。目前，国内在千米随钻测量定向钻进技术方面也取得了众多研究新成果，其技术途径主要是通过螺杆马达实现孔底回转，孔底马达的动力来源于泥浆泵，而国内市场上现有的泥浆泵为常规产品，主要是针对岩心钻探、非开挖钻进工艺技术设计，其输出特性不能很好满足千米钻机孔底动力定向钻进的需要。因此，为了更好的提高我国自主研发的千米定向钻进技术装备的整体水平，需要研制一台符合履带式千米钻机整体布局、体积小、更好满足孔底马达定向钻进工艺技术需要的提供足够动力的新型泥浆泵。
本文通过对国内外文献的调研，分析了现阶段国内外钻探、石油钻井用泥浆泵的发展、技术现状，对目前千米定向钻进钻机所配的泥浆泵在现场使用中存在问题做了深入探讨；对BWY-220/9型钻探用往复式泥浆泉进行了结构参数的计算及总体方案的设计，并对泥浆泵主要零部件进行了结构优化设计及强度校核；本文利用有限元分析软件ANSYS对泥浆泵的核心部件--曲轴进行了结构静力学分析，确定泥浆泵工作时曲轴易发生破坏的危险部位，并对其进行了疲劳强度校核，同时研究了曲轴的动态特性，运用解析模态分析法计算了曲轴的固有频率；利用虚拟样机技术对泥浆泵曲柄连杆机构进行动态仿真分析，验证理论设计的正确性，为物理样机的设计和制造提供参考依据；最后，对泥浆泵的物理样机进行性能试验研究。
研究表明：BWY-220/9型钻探用往复式泥浆泵总体结构设计合理，液压马达驱动使整机结构紧凑，符合设计要求；曲轴表面存强化处理后，疲劳强度满足要求。模态计算结果表明，低阶频率下曲轴以弯曲和扭转振动为主，最小固有频率远高于激振频率，不会发生共振，并且采用弹簧单元来模拟弹性支撑的轴承部分，计算结果更为准确，为研究曲轴振动特性提供了新的方法；曲柄连杆机构动力学仿真获得的活塞位移、速度及加速度曲线，符合泥浆泵正常运行工况，满足其设计运动学要求。泥浆泵物理样机的性能试验结果显示：BWY-220/9型泥浆泵的容积效率、总效率均达到了设计要求。
总之，新型液驱BWY-220/9泥浆泵的研制对近水平长钻孔定向钻进技术在国内的推广、改善煤矿安全生产状况、提高我国煤层气资源的开发利用水平具有一定的意义。