钻井泥浆泵活塞尼龙环护根机理研究

本文应用弹性理论、有限变形理论和流体密封理论对钻井泥浆泵活塞及尼龙环进行了实验研究。分别用电测法、光弹性法和平衡压力法测定了尼龙环表面径向位移、活塞全域应力状态和活塞表面接触应力分布。同时也对活塞尼龙环的结构和材料性能进行了改进试验。试验结果表明,国内批量生产的三角尼龙环活塞和平尼龙环活塞均具有护根作用;适当地放大尼龙环与缸套之间的间隙,严格控制尺寸公差,对减小活塞表面接触应力是有益的;对尼龙环材料(Mc尼龙)可进行热处理改性。为活塞及护根环的设计提供了依据。     

300型固井泵活塞的再设计

为增强兰州通用机器厂生产的３００型固井泵活塞工作适应能力，将原活塞结构和材料进行再设计。对φ１００ｍｍ的活塞，其活塞芯改用球墨铸铁，活塞与缸套之间的密封系统采用６道金属活塞环；对φ１１５ｍｍ和φ１２７ｍｍ活塞改为组合式尼龙环活塞，即在活塞皮碗背部加入锥形截面尼龙环。前后两种改进的活塞分别适用于热油熔蜡车和修井循环活塞泵。它们分别经过工业试验验证，活塞工作寿命均获得大幅度提高。     

泥浆泵活塞根部结构与寿命关系的试验研究

本文叙述了三角形MC尼龙环、平MC尼龙环和夹布橡胶垫环等三种根部结构活塞的室内试验情况,分析了他们的优缺点和失效原因。经对比试验表明,根部用夹布橡胶的活塞能提高其使用寿命。     

双锥面金属阀减轻重量试验

为了改善闭体的受力状况,将原重8.4公斤的双锥面金属阀,减至7.4公斤。在试验室NB_8—600泵上,冲次为65冲条件下,对其强度进行了试验。     

泥浆泵活塞的对比试验

兰州石油化工机器厂和兰州石油机械研究所为了推广和继续提高橡胶尼龙活塞,在一九七四年十一、十二月间在川中矿区7002井队进行试验,考察在高泵压、高比重泥浆下的使用寿命和存在问题,并与罗马尼亚活塞作了对比。     

钻井泥浆泵橡胶活塞平面应力场的光弹性分析

本文应用有限变形理论,对具有低弹性模量的泥浆泵橡胶活塞及尼龙环的平面应力场进行了光弹性试验研究。同时用平衡压力法对光弹试验结果作了验证。 试验结果表明,光弹性法与平衡压力法所得活塞表面接触应力基本一致,这说明了试验结果的可靠性;应力最大值出现在活塞的尼龙护根环部位;橡胶皮碗的唇部也出现了较高应力值。这些结果对分析活塞工作时的易损部位很有意义。     

泥浆脉冲发生器活塞压力平衡装置的研究与优化设计

通过分析泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封机理,综合考虑直径、行程和性价比,压力平衡装置选用O型密封圈作为往复运动密封;设计了活塞与活塞缸之间、活塞杆与活塞之间的密封结构。通过建立压力平衡装置的静态与动态力学模型,分析影响活塞移动的因素和井下工作的运动规律,为压力平衡结构设计提供理论指导。在分析现有压力平衡装置的不足之处的基础上,设计了活塞压力平衡装置,在泥浆脉冲发生器的内部密封环境里,活塞在活塞缸内运动平衡钻井液与脉冲发生器之间的压力;活塞杆与阀套控制泥浆的通断,平衡活塞内外之间的压差,使脉冲发生器能够工作在高温、高压等复杂工况的环境中,提高了脉冲发生器抗高温、抗高压的能力。     

钻井泵阀结构参数与失效的关系

在现场调查的基础上，对失效钻井泵阀进行了分析，并检测了7个失效泵阀的阀橡胶尺寸。测试与分析结果表明，阀橡胶厚度是影响泵阀失效的重要因素，现用泵阀平均使用寿命较低的主要原因是阀橡胶厚度参数不合理。指明在不改变现用泵阀材料的条件下，通过优选阀橡胶厚度参数，以及提高阀橡胶密封锥面与阀体金属密封锥面装配后的同轴度，完全有可能大幅度延长国产泵阀平均使用寿命。     

美国里德公司A型活塞和缸套系统

本系统是从里德(Reed)公司的A型系列活塞着手进行研制的。活塞根部用尼龙制成的镶环来代替棉织制品。尼龙环能在比较可以控制的范围内“长入”缸套,从而能减少活塞橡胶的磨损和破裂。这种可控的扩胀,也能够使活塞因磨损而增大的缸套内径起到密封作用,而棉织制品是难以达到的。     

往复处泵泵阀结构改进

泵阀是泵的关键零件,其性能好坏直接影响泵的工作可靠性,现文从理论上阐述了在使用过程中,45°优于55°锥面阀的道理;并对以球阀替代锥阀的可能性进行了探讨,以克服锥阀在低泵压、低冲次下的活塞泵中的使用缺陷。     

双导向新型结构单流阀

针对油管、抽油泵、井口静水压试验平台中稳压用的传统单流阀使用寿命短、密封件经常失效以及操作不便等问题,研制了一种新型结构的单流阀。该单流阀采用螺纹连接、双导向阀芯结构及锥面密封设计,可靠性、稳定性有了较大幅度的提高,使用寿命也大大延长,具有较高的推广价值及应用前景。     

尼龙活塞泵试验情况

本文对新研制的尼龙活塞管式深井泵的试验概况作了介绍,分析了泵的工作情况。实践初步表明,用尼龙活塞代替钢活塞,不仅具有耐磨、耐腐蚀、延长使用寿命的优良性能,而且加工简单、维修方便、泵效略高于钢活塞。     

LNG装置用深冷球阀设计特点

介绍了液化天然气(LNG)装置深冷球阀结构材料和密封副材料的选择要求,液氮深冷处理是深冷球阀制造必不可少的工艺。球阀采用延长阀盖和滴水盘设计,保证填料函的密封性能和阀门正常工作。针对阀座密封结构的特点,重点分析了单活塞效应阀座和双活塞效应阀座的结构特点及密封原理,由于阀座与阀体密封处结构特点不同导致两者密封方向不同。结合LNG工况,深冷球阀应选用双隔离与排放阀(简称DIB)中的1型或2型。低温密封性能是深冷球阀的关键性能指标,阀门应在低温模拟工况下进行试验,并取得权威机构进行的型式试验认定。     

y8-6M钻井泵用的KCK型泵阀寿命提高的一些途径

KCK型泵阀的特点是具有水滴形的阀密封圈,组合的平面加锥面的金属支承面,并利用阀座孔的径向筋作为平面支承。本文研究КCК5-Ⅰ泵阀工作寿命可能下降的原因,这些原因与阀结构的特点和工作条件有关。     

井下安全阀的技术分析

文章介绍了井下安全阀的分类、工作原理和发展情况，分析了贝壳石油工具公司T-5型井下安全阀在活塞、永久锁开、连通转换方式、阀板密封、金属密封等方面在设计上的独到之处。     

国外石油钻井往复泵易损件近况

文章对往复泵的活塞与柱塞密封、活塞杆密封、阀以及缸套盘根等易损件,进行了介绍。     

旋转活塞控制式智能开关器的研制与应用

在油井分层测试中使用往复式智能开关器,因结垢造成卡活塞,使开关功能失效,导致分层测试、分层隔采作业无法正常进行。研制了旋转活塞控制式智能开关器,地层流体可通过空心旋转活塞流出,有效防止活塞及阀腔结垢。现场试验2井次,准确地获取了油井各层产能数据,为后期动态措施调整提供了可靠的依据。     

金属套管井间电磁校正方法研究

从麦克斯韦方程出发,得到了井间电磁接收信号与4层介质(井眼、金属套管、水泥环、地层)参数以及接收机位置之间的解析式。模拟计算了泥浆电阻率、金属套管(位置、电阻率、磁导率)、水泥环电阻率、发射频率以及接收机位置对井间电磁接收信号的影响。由数据模拟与分析得到井间电磁与井眼介质以及金属套管之间的关系。通过分析,得出井眼内泥浆以及水泥环电阻率对接收信号的影响可以忽略;金属套管对接收机的信号影响较大。在确定金属套管的位置、厚度、电导率、磁导率、发射频率以及测量2口井的井间距大于20m时,通过建立数据库的方式对金属套管的影响进行校正。将金属套管校正后的数据与无金属套管存在的数据对比,误差小于1%。     

活动套管提高注水泥顶替效率的理论分析

文章在假设偏心环空为楔形区域的情况下，利用流体力学理论及幂律流体在楔形区域中的流动方程，分析了旋转套管及上下活动套管时水泥浆及泥浆在偏心环空中形成的流场，并研究了旋转套管及上下活动套管对顶替效率的影响。结论认为注水泥旋转套管及上下活动套管都能使环空泥浆及水泥浆处于剪切状态，并且旋转套管还能在环空宽间隙外侧形成回流。正是由于这种剪切与回流作用破坏了泥浆的胶凝结构，消除了环空窄间隙处的泥浆滞流，因而提高了注水泥顶替效率。文章通过对旋转套管及上下活动套管在偏心环空中产生的流场计算与分析得知，增大环空流体的流性指数、旋转套管的转速及上下活动套管速度，可增大其剪切及回流作用，因而有利于破坏泥浆的胶凝结构，消除泥浆滞流，提高注水泥顶替效率。     

双阀杆蝶板移动式金属硬密封蝶阀

提出了一种金属硬密封蝶阀新结构———双阀杆蝶板移动式金属硬密封蝶阀,讨论了此阀的结构、工作原理及特点。