基于CFD的翻板式浮阀流场模拟分析

根据121mm翻板式浮阀的结构尺寸建立阀芯三维模型。采用CFD软件对阀板不同开度时其速度场和压力场进行数值模拟,然后用函数求解器求解不同开度时阀板的受力情况,分析阀板在关闭过程中的受力情况及流体变化规律。研究结果表明:阀板和阀座密封贴合面处流体速度达到40m/s,压力约为60 MPa,此处密封圈受冲蚀破坏严重;阀板在即将关闭时,直径为4mm的销轴承受约1 600N的冲击载荷,容易被剪断;可采用增加销轴直径或者热处理的方法来提高销轴的抗剪切能力。     

闸阀阀座变形原因分析及改进措施

针对一起闸阀阀座变形失效事故,采用理论与试验相结合的方法,对闸阀进行了宏观分析、微观分析、阀板厚度分析以及材质理化性能检验。结果表明,阀板加工质量差和阀座装配不当导致阀座受到阀板大的挤压力和摩擦力作用产生变形。提出了改进措施,取得了良好效果。     

水下平板闸阀阀座密封技术探讨

水下平板闸阀阀座密封的可靠性和稳定性直接影响水下生产系统的正常运行。通过对水下闸阀密封试验测试、几种典型阀座密封结构及密封机理、闸阀关键部件材料选择和热喷涂技术等进行阐述,得出水下闸阀阀座密封结构设计要求点,即首先根据油气介质的工作压力、气质条件来确定密封方式;其次是设计的阀板与阀座金属密封面在低压状态下必须具有自密封性;再者是设计的阀板与阀座需始终保持浮动状态;最后是应选择合适的阀座与阀板密封面喷涂材料及喷涂工艺。建议我国应加大水下闸阀阀板与阀座金属密封面涂层材料的自主研发,深入研究热喷涂后的腐蚀行为测试方法,确定不同工况下涂层材料的选择方案及依据。研究内容可为我国的平板闸阀国产化研制提供参考。     

F—2200HL钻井泵易损件可靠性试验研究

针对F—2200HL钻井泵在油田工业性试验中暴露出易损件使用寿命不稳定的问题,为进一步改进设计,对该型钻井泵进行了1309h的厂内模拟油田工况台架运转试验,主要是对泵柱塞盘根、活塞缸套、阀总成、密封件等进行多方案的可靠性试验。结果表明,研制的缸套活塞结构可以用于52MPa以上工作压力的往复泵;双金属缸套活塞组成的密封副是最佳密封结构,陶瓷缸套耐磨性很好,但其组成的密封副结构并非最佳密封结构;泵阀胶皮损坏导致阀体、阀座刺漏是泵阀总成失效的主要形式,提高阀胶皮质量是延长泵阀使用寿命的关键。     

一种新型井下防漏失板阀研制

阀板式防漏失阀可以防止井筒工作液漏失,避免储层污染。现有的阀板式防漏失阀对开关载荷敏感,且对阀耳的强度要求高。研制了一种新型防漏失板阀,提高了阀板打开的可靠性。介绍了设计原则及阀板结构。采用有限元法分析阀板和阀座分别在5.0、17.5和35.0 MPa的液体压力下接触面的密封情况,其平均接触压力分别为6.3、263、400 MPa,满足密封要求。以柴油为介质,在常温、高温下测试该阀的金属密封性能,符合要求。新型阀板式防漏失阀更加适用于固相含量高的复杂油井,具有推广应用前景。     

方钻杆旋塞阀的失效分析

方钻杆旋塞阀结构简单、操作方便、使用较可靠，已成为钻井钻柱内防喷系统的重要组成部分，在现场广泛使用。方钻杆旋塞阀的主要失效形式有3种：①强度失效，主要由阀本体的早期疲劳断裂所引起，引起强度失效的原因是结构尺寸不合理、材质差、热处理不当；②阀的球体转动失效，这是因为球体与阀座间的摩擦力矩过大，严重锈蚀，阀座发生塑性变形和密封面卡住了固体颗粒，转动失效的根本原因是球体和阀座间的摩擦力过大造成的；③密封失效，旋塞阀的密封结构由3部分组成，其中球体与上阀座间的主密封尤为重要，如若失效，旋塞阀作为截止阀的功能就完全丧失。为此，在失效分析基础上提出了减少上述3种失效的措施     

����װ�õ�ʧЧ����

对井口装置的失效形式及失效模式进行了深入的分析，发现失效形式有：电化学腐蚀分布面积较大；冲蚀产生蚀槽；分布不均匀的坑蚀；腐蚀产物使闸板卡死；阀杆与闸板或阀针连接处硫化物应力腐蚀，使阀杆断裂；磨损或腐蚀造成表面损伤，材料流失，影响密封性；密封盘根老化、鼓泡，永久变形；失效模式为：腐蚀、磨损及密封件老化；易损件有：针阀的阀针与阀座；闸阀的阀板与阀座；针阀、闸阀的阀杆、密封盘根及轴承。为此，文章提出了改善井口装置系统可靠性的措施。     

采气闸阀密封面喷焊工艺及性能

采气井口闸阀在含硫天然气介质中工作，密封面失重腐蚀、应力腐蚀及磨损是其主要失效形式。采用2Cr13钢为基体，用氧－乙炔火焰喷焊工艺在阀板、阀座密封面上喷焊镍基自熔性合金粉末，可获得性能优良的表面防护层。喷焊层抗摩擦磨损及磨粒磨损性能与镀硬铬件相同；在5％和10％H2SO4恒温溶液中的腐蚀速率分别是镀铬件的1／14和1／16，具有优良的抗蚀性；喷焊层抗拉强度为218～294MPa，与基体的结合强度相当，完全满足采气闸阀密封面的使用要求。     

井下套管阀阀芯设计与室内试验

井下套管阀是全过程欠平衡钻井的核心工具之一,国内尚处于研究和试验阶段,尤其是对套管阀阀芯的研究尚未完全成熟。研制了一种井下套管阀的阀芯,取得了一定的技术突破。采用金属密封和弹性元件密封的复合密封结构,确保密封更为可靠;设置了双弹簧的复位机构,确保阀板复位成功;采用有限元方法对阀板的受力特征进行了分析,根据分析结果对阀芯样机进行了室内承压试验。试验结果表明:阀芯在低压高压条件下密封可靠,25 MPa时阀板强度满足要求。     

蒸汽管网放空阀技术改造

针对9.8MPa蒸汽管网放空阀使用过程中出现的喘振、泄漏现象,对阀门泄漏及喘振原因进行分析,发现阀盖自密封及阀座密封结构是引起阀门故障的主要原因,通过对阀芯密封环和阀盖自密封结构进行技术改造,使在此工况下的阀门结构更趋合理。经投用后,放空阀运行稳定,无喘振、泄漏现象,达到了预期效果     

川渝气田FF-NL级采气井口阀门腐蚀失效分析

以川渝气田某FF-NL级采气井口阀门为例,对阀门进行机械切割分析。发现由阀体、阀板、阀座组成的流体介质通道处于井口高温高压高流速的气液混输腐蚀环境中,通道内表面容易受到电化学腐蚀和机械冲蚀的双重作用,冲刷腐蚀及点蚀现象比较明显。阀杆和阀板因选择材料不同,表现出电偶腐蚀特征,密封失效。轴承组件受力部位在腐蚀介质作用下,出现压应力诱导腐蚀。此外,阀座和阀体贴合面具备产生缝隙腐蚀的条件。室内模拟腐蚀评价实验结果表明,阀门主体材质12Cr13在模拟现场工况下腐蚀严重,与718镍基合金形成电偶后腐蚀速率明显增加。     

新型高压平板阀防砂性能试验研究

高压平板阀是石油或天然气钻井、压裂、试油试气等作业中关键的井口采油气设备，高含砂井以及含砂量较大的施工作业，极易导致阀门开关受阻甚至密封失效。为适用高压高含砂作业工况的需求，对传统高压平板阀中的阀座结构进行优化，使阀门在原有基础上增加防砂功能，并运用试验研究的方法，对比分析高压平板阀传统阀座结构以及防砂阀座结构的防砂性能。结果表明，改进后的防砂阀座结构在压砂试验过程中，无砂砾进入阀体及阀座间隙，有效的切断了砂砾进入间隙的通道，开关卡阻现象得到了明显的改善；同时长时间的压砂试验，防砂阀座结构的阀门防砂性能无影响，依然能够保持良好的防砂功能。通过试验方式针对性的对两种典型结构进行分析，也为其他结构形式的高压平板阀的工程设计提供一定的参考。     

850公斤/厘米~2平板阀

四川省石油管理局矿机研究大队试制成功一种850公斤/厘米~2平板阀,可以作为压裂井口的主要部件,与国产850公斤/厘米~2压裂车配合使用。 该阀阀座为浮动型。当平板阀关闭受压后,其进口端阀座的前后可以形成压力差,使阀座紧贴在阀板上,从而实现进口端密封。     

方钻杆旋塞阀的失效与受力分析

针对现场使用的方钻杆旋塞阀主要存在阀体断裂、高压下阀球转不动和主密封试压无压力等问题，对方钻杆旋塞阀各种失效的原因进行了分析，对其受力情况进行了研究，并提出了结构改进和使用方面的建议，对阀的设计具有一定的参考价值。     

弹簧复位阀罩导向抽油泵泵阀的设计研究

针对目前在用的几种斜井泵泵阀存在结构复杂、密封元件较多、使用寿命不长、弹簧受力不合理和应用范围受到限制等缺点 ,设计了一种弹簧复位阀罩内筋导向式泵阀。这种泵阀的固定阀和游动阀的结构大致相同 ,固定阀主要由阀罩、弹簧、挡环、阀球、阀座和下接头组成。该泵阀可不受井斜角的限制 ,并具有弹簧限位保护功能 ,弹簧受力合理 ,阀球可自由旋转而均匀磨损 ,从而大大提高了其使用寿命。     

气体钻井连续循环短节主通阀的设计与分析

气体钻井连续循环短节主通阀可能会遇到阀本体强度失效、阀球转动失效和密封失效等问题。对气体连续循环短节主通阀阀球进行了力学分析,计算出靠人工转动阀球打开主通阀时阀体上、下所需的压力差。对主通阀阀体进行了局部三维分析,分析结果表明,最大应力出现在4个上开口挡圈与阀体的作用面上靠近凹槽根部,最大应力达192.8 MPa,满足强度条件。对主通阀密封进行了设计和计算,主通阀在内、外压差从5 MPa到35 MPa的变化过程中,主通阀的密封副所受作用力都大于密封面必须作用力,保证了所设计的主通阀满足密封性能要求。     

轨道球阀结构特点与密封性能研究

西气东输场站计量撬大量使用进口ORBIT轨道球阀.针对轨道球阀出现较多的密封失效问题,分析轨道球阀的工作原理、结构特点,以及常温工况轨道球阀的密封阀座特点和内漏检测方法.结合生产运行经验指出内漏的危害,研究关阀不到位、阀门安装方向错误、固体杂质聚集耳轴套、球体密封面冲蚀、密封面垫粘杂质或阀座密封环损伤以及阀门组件运行磨...     

改型阀座阀片的推广应用

油田注水系统通常均采用污水回注,但柱塞泵使用的还是早期注入清水时的江氏阀座,改为注污水后,结构就出现了弊端,其平面单孔进液吸入结构,注清水时是没问题的,但注入污水时,污水含杂质较多,杂质会造成阀片与阀座的密封间隙不严。阀座阀片在高压、高速工作状况下密封不严,造成水流冲击严重,致使阀座阀片易损,材料的消耗量大、成本高。更换频繁,员工劳动强度较大,泵效低。因此,在油田公司范围内推广柱塞泵高效耐用改进型阀座、阀片对注水泵增效降耗具有重要意义。     

箭型连续循环阀设计与分析

现有连续循环阀流道需人工切换,旁通阀需人工开启,工人劳动强度高,且在憋压状态下切换流道存在极大的安全隐患,其旁通阀密封还存在较大问题。鉴于此,设计了箭型连续循环阀。分别对阀本体和主、旁通阀进行了有限元分析,对阀流道压耗进行了仿真分析,并对旁通阀结构进行了优化,最后对阀密封进行了设计计算。研究结果表明:箭型连续循环阀本体与主、旁通阀芯阀座最大应力小于许用应力、变形量小于零件的许用变形量;主通流道压力损耗为0. 207 MPa,优化后旁通流道压力损耗最小值为1. 896 MPa,为最大压耗的51%;主旁通阀密封端面设计比压大于必须比压;该阀能自动切换流道,能实现主、旁通阀密封端面的良好密封,满足钻井密封要求。研究结果可为连续循环阀钻井技术的研究和应用提供有益的参考。     

科研装置多通锥芯旋转阀

过去我们曾设计了一种阀板式旋转阀,准备在最高温度200℃、真空条件下工作.阀板材料选用聚四氟乙烯塑料,阀座材料为18-8型奥氏体不锈钢.制成后测试时,当温度升到100℃以上,阀板转动费力.原因在于聚四氟乙烯阀板线膨胀系数约为奥氏体不锈钢阀座线膨胀系数的4～5倍,温度升高时,由于线胀系数不同,致使阀座副密封面比压迅速增高,紧紧地压迫弹簧,阀杆转不动,影响操作,这样即使强行操作也容易造成密封面的磨损.