钻井泵橡胶活塞温度场的试验研究

为提高钻井泵橡胶活塞的使用寿命,在现场测试了三缸单作用钻井泵橡胶活塞在三种不同工况下的温度场,结果表明:橡胶活塞的高压密封区温度最高;泵压是导致活塞温升的主要因素,环境温度、钻井液温度和冷却水温度对活塞温升也有一定影响。实测活塞稳态温度场与用有限元法计算出的稳态温度场基本吻合。     

水力保护式钻井泵活塞的设计

针对如何提高钻井泵活塞与缸套的寿命问题,提出了改善缸套-活塞摩擦副的工作条件是最有效的方法之一,今采用了水力保护式钻井泵活塞。介绍了水力保护式钻井泵活塞的设计原理与有关的计算方法。     

宝鸡石油机械有限责任公司

2200hp高压钻井泵（编号2008C013） F-2200HL钻井泵是宝石机械公司自主研发的国内压力级别高、功率大的泥浆循环钻井泵。采用52MPa工作压力双金属缸套活塞结构,性能指标与世界知名品牌泵相当。该泵的研制成功,满足了我国特深井、大位移井和深水海洋钻井对高压泵的需求。     

对置活塞钻井泵机构原理及运动学分析

合理降低钻井泵冲次可以提高钻井泵内活塞、活塞皮碗、缸套、泵阀等易损件的工作寿命,提高钻井泵可靠性,从而缩减钻井泵停车检修时间,提升钻井泵作业效率。提出了一种对置活塞结构泵,介绍了其结构及工作原理。与传统活塞钻井泵相比,在相同钻进作业流量需求场合,对置活塞泵冲次可以大大降低,理论上可减小50%;通过动力学分析软件的运动学仿真分析得出,对置活塞泵活塞速度幅值变化量减小50%,速度曲线波动程度减弱;加速度幅值变化量减小75%,加速度曲线波动程度减弱。在相同流量需求场合,对置活塞泵冲次更低,运转更加平稳。     

钻井泵橡胶活塞摩擦及温度特性的研究

本文作者用流体动力润滑理论逆解法对钻井泵橡胶活塞的摩擦特性进行了理论研究,用有限单元法计算了活塞的稳态温度场,并在现场实际工况下实测了三缸单作用泵3NB-80活塞的摩擦力及温度场.理论及试验研究结果均表明:活塞在工作中处于混合润滑状态,泥浆中的特细颗粒能够进入活塞与缸套的接触表面,形成磨砺性磨损.活塞和缸套相对运动过程中所消耗的摩擦功不仅使泵的机械效率明显降低,而且也使活塞的温升达到可观的数值.     

关于提高钻井泵活塞质量的基本对策

明确指出了钻井泵活塞的平均寿命与工作泵压的２次方及泵速的１次方成反比，少塞芯子法兰与缸套之间的偏磨造成缸套磨出纵向沟槽，进而撕裂活塞皮碗。提出了提高钻井泵活塞质量的４条对策，付储于实践并取得了良好的效益。     

活塞皮碗增强材料

钻井液是一种磨砺性很强的液体。因此,钻井泵通常采用杯形橡胶活塞皮碗,人们早在一些时间以前就已懂得,要使皮碗材料在泵压作用下不被挤入活塞芯子的金属法兰与缸套之间的间隙,因而不让皮碗底部的橡胶一点一点地被“咬掉”,皮碗底部须有一增强部分。除了其他增强材料外,曾经试用过棉织物、聚脂纤维织物、尼龙丝织物等多种不同的织物。这些织物过去都是用多纤维的经纬线织成的。     

一种变冲程新型钻井泵

已设计出新一代的钻井泥浆泵,且对其样机作了全面测试。测试结果证明这种新的设计原理是可行的。 这种钻井泵通过改变冲程(不变速)来控制流量,因此可不使用硅可控整流器(SCR)系统;采用的一种泵隔膜不使钻井液与活塞和缸套接触,因此没有缸套磨损问题;减少了流量的脉动,与流量无关的、固定的脉动频率为涡轮钻具和随钻测量提供理想的工况。     

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。     

信息交流

<正> 川南机械厂针对在用钻井泵存在的问题,在吸收国内外成功经验的基础上,研制成功3NB-1300ZX型钻井泵。 这种新型钻井泵采用一心一杆式活塞连接取代常规的活塞拉杆,中间介杆和曲轴连杆连接,泵的长度减小,重量减轻;采用直立型阀箱和前置式缸套、自带液压增压机构的缸盖和阀     

活塞动力学模拟计算

采用AVL Boost软件模拟的气缸压力和ANSYS软件模拟的缸套、活塞的变形作为输入条件,用多体动力学软件对四缸柴油机活塞的几种结构形式进行了动力学计算与分析。研究了活塞轮廓、刚度以及活塞销偏置对活塞运动、活塞与缸套接触压力的影响。改变活塞轮廓对改善活塞运动有明显效果,且改动成本较小;减小活塞刚度有利于减小活塞与缸套平均接触压力;活塞销偏置量变化对发动机活塞运动没有明显影响。研究结果表明：当前设计的活塞基本满足使用要求,但仍然有优化空间。     

顶置湿式缸套的支撑方式优化设计及分析

本文以采用顶置湿式气缸套的柴油机为研究对象,对气缸套支撑方式进行改进设计,优化机体水套的结构、改善气缸套顶部冷却效果,并通过计算机辅助工程（CAE）分析研究机体水套的水流场、气缸套的温度场、热变形,分析结果表明,采用该优化设计方案,气缸套冷热变形稳定,对改善气缸套与活塞的冷却效果明显.     

生物柴油发动机磨损特性实验研究

分别以生物柴油和0号柴油为燃料进行发动机台架试验,对台架试验前后发动机主要摩擦副的磨损特性进行研究。结果表明,台架试验后两者的缸套、活塞、活塞环、连杆、连杆轴瓦、凸轮轴、喷油泵等部件的磨损量均未超过极限值,但生物柴油发动机主要部件的磨损程度略小于0号柴油发动机。活塞环和缸套的扫描电镜分析结果进一步说明,与0号柴油相比,生物柴油由于自身黏度高,且具有一定的润滑性能,使得其更容易在汽缸内壁形成一层油膜,从而达到抗磨减摩作用。     

激光珩磨缸套在CA6DF2柴油机上的应用

阐述了采用激光珩磨技术加工理想平台网纹缸套的可行性、一致性,以及激光珩磨网纹缸套在CA6DF2柴油机上的试验情况,机油耗对比试验及额定功率试验表明,与传统平台珩磨网纹缸套相比,采用激光珩磨网纹缸套能显著降低发动机机油燃油比和漏气量。     

进口PCT氮气泵的改进

针对PCT氮气泵存在氮气浪费大、充氮压力低、小缸套易磨损等问题,对其进行了以下几方面的改进:(1)对原泵的充氮管线进行了改进,高压氮气直接与泵的输入单流阀连接,拆去减压阀,用压缩空气做动力源;(2)改变小缸套、小活塞的直径,提高氮气泵的压缩比;(3)在原泵的外部增加进气平衡管线。现场应用表明,改进后氮气泵氮气的利用率大大提高,改善了小活塞的润滑条件,延长了其使用寿命,最高充氮压力可达45MPa,泵使用时性能稳定、可靠。     

柴油机油Mack T-9试验分析

Mack T-9试验缸套磨损主要是烟炱磨粒磨损造成的，随润滑油中烟炱含量增加而增大。润滑油流变性能对缸套磨损影响比较大，添加剂和基础油的交互作用对缸套磨损的影响更为明显。Mack T-9试验轴瓦磨损主要来自润滑油中酸的腐蚀。     

发动机活塞——缸套磨损过程声发射机理研究

研究了发动机活塞--缸套磨损过程声发射现象产生的机理，介绍了发动机活塞--缸套磨损故障声发射诊断机理的试验研究结果。建立了在正常磨损状况下声发射表征参数与发动机转速、活塞--缸套间隙、气体爆发压力等特征参数之间的关系模型。通过对发动机活塞--缸套磨损过程的实验研究，证实了模型的正确性。     

UOE机组预弯边机夹紧梁快速油缸故障分析及处理

为了提高设备维护人员的故障判断及处理的技术水平,减少故障处理时间,针对UOE机组预弯边机快速油缸密封压盖螺栓断裂故障,通过MAC8在线记录的相关压力及位置曲线,分析计算了油缸密封压盖的受力情况,并对故障油缸解体分析。结果表明,活塞杆的偏磨导致油缸上升过程中活塞杆和导向套咬死,活塞杆压盖承受下腔全部液压力,是导致压盖螺栓断裂的主要原因。指出,完善油缸更换操作流程,可有效减少故障处理时间。     

康普顿纳米陶瓷机油SJ5W／40行车试验

以康普顿纳米陶瓷机油SJ5W／40进行实车试验，通过对发动机的解体，考察了试验车辆发动机的缸筒、连杆、活塞环、进排气门等主要润滑部位的变形情况和磨损失重情况，对发动机燃烧室、活塞和火花塞等零部件的外观和沉积物情况进行了评价。结果表明：在试验里程内，康普顿纳米陶瓷机油SJ5W／40在与参比油SL5W／40高温性能和清净性能相差无几的情况下，具有突出的抗磨减摩能力。     

泡沫钻井用空气锤工作性能研究

介绍了空气锤气室结构和工作原理,提出了空气锤工作的关键点是后气室与活塞的能量积聚和前气室向井底的能量释放。从气室结构参数、钻头尾管尺寸参数、气缸与活塞之间的间隙3个方面分析了泡沫钻井用空气锤的工作性能,并提出了保证空气锤泡沫钻井的调整方案,对空气锤钻井技术应用于泡沫钻井具有参考价值。