一种新型注水泵泵阀

油田现有注水泵泵阀为吸入阀和排出阀2套独立的泵阀,维修很不方便。鉴于此,研制了一种整体泵阀,即将2套独立的泵阀合二为一,以优化泵阀结构,方便维修。这种新型泵阀主要由组合阀体、组合进液阀片、组合进液阀片体、组合排液阀、弹簧座、销子和弹簧等组成。阐述了泵阀的结构特点、工作原理以及试验情况。现场应用表明,新型泵阀的使用寿命比原有泵阀至少延长了1倍,有效地解决了原泵阀存在的问题,提高了注水系统的可靠性和注水工作效率。     

往复泵汲液过程的动态数值模拟研究

运用数值计算方法对往复泵汲液过程进行了动态模拟,研究了泵阀的运动规律和阀隙流体的流动。通过模拟获得了泵阀升程、速度等运动规律,同时分析了魏斯特法尔现象的影响,指出了往复泵阀运动规律推导过程及开启滞后角定义中存在的问题。模拟结果表明,当不考虑排出阀的关闭滞后、液缸未充满、液体含气、机械传动机构的间隙等影响时,往复泵阀开启时几乎无滞后,由液体压缩性引起的滞后角很小;魏斯特法尔现象影响阀关闭时的滞后升高,但不影响阀开启的滞后角;切向冲刷作用是造成泵阀密封圈破坏失效的主要原因。     

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。     

基于FLUENT的钻井泵阀隙流场仿真计算

针对钻井泵阀冲蚀磨损严重的特点,利用FLUENT软件对钻井泵阀隙内流场分布进行了仿真计算,得到阀隙流场在某一时刻泥浆流速的分布规律.结合钻井泵阀的失效机理,通过对计算结果中泥浆流速的分析表明,阀盘两底角处速度最大,是该处密封圈容易被撕裂造成泄漏的主要原因;当锥阀下底面直径一定时,锥阀阀盘锥角的增加可以改善泵阀密封圈与泥浆的磨损状态.该结论与实际相吻合,对泵阀的优化设计及延长泵阀使用寿命有重要的指导意义.     

基于MATLAB的钻井泵阀运动特性分析

利用MATLAB软件对钻井泵阀阿道尔夫微分方程进行了数值求解,并构造了描述阀盘关闭阶段的简化模型,准确地分析了阀盘的运动特性.通过对不同阀盘锥角的锥阀进行仿真计算得出,当阀盘下底面直径一定时,随着阀盘锥角的增加,阀盘的关闭速度及关闭冲击力都相应地减小,进而可以有效改善阀盘冲击阀座形成的冲击疲劳.该结论对泵阀的优化设计及延长泵阀使用寿命有重要的指导意义.     

聚驱井抽油泵排出阀阀罩过流阻力研究

聚合物驱开发原油过程中,由于流体黏度较高,抽油泵排出阀阀罩过流阻力通常较为显著,从而对抽油泵阀罩载荷分析及优化设计提出了挑战。但是,现有的阀罩过流阻力确定方法主要依赖于室内清水试验,与高黏流体性质差异较大,难以用于聚驱井阀罩过流阻力分析。因此,通过综合运用数值模拟及室内试验方法,分析了流体黏度、流量、阀罩开口宽度及开口长度等多种因素对阀罩过流阻力的影响,并构建适用于聚驱井的过流阻力经验计算公式,为聚驱井抽油泵阀罩的优化设计提供依据。研究结果表明:流体黏度及流量的增加均会导致阀罩过流阻力显著增大;而在满足强度要求的前提下,适当增加阀罩开口宽度及长度,可以有效降低阀罩过流阻力。研究结果可为油田提高采收率提供参考。     

压裂泵泵阀失效分析

对U类和O类泵阀的失效分析表明,压裂泵泵阀受高压冲击载荷和高含砂高酸度压裂酸化液冲蚀作用,产生磨料磨损、冲蚀磨损和疲劳磨损,导致密封失效,使用寿命低。为提高泵阀使用寿命,应优化阀锥角、阀盘结构及密封胶圈形状;选用合适的泵阀材料和热处理工艺,提高泵阀心部硬度,增加高硬度层厚度,改善其使用性能。     

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。     

钻井泵双锥面带筋阀的解剖与分析

众所周知,钻井泵的关键部位是液力端,而泵阀则是液力端的心脏,它的结构设计和制造质量将决定泵的性能和寿命。由于泵阀寿命低,成为钻井泵的薄弱环节,因此,人们常称它为易损件。我国的泵阀使用寿命较低,目前一般在100小时以下,个别改进型能达200小时。目前国内外石油机械行业对泵阀都十分重视。六十年代以来,国外在阀的结构、材质、加工工艺以及泥浆净化、泵的吸入性能等方面开展了大量的试验研究工作,使产品质量有了较大改进,使用寿命大幅度提高。以美国National公司的泵阀为     

防气锁抽油泵的设计及应用

1 气锁现象的产生及危害油田各区块的油藏工况不同。对于高含气井 ,普通抽油泵因含气 ,在吸入过程中气体伴随流体进入泵腔 ,泵腔内含气 ,下冲程时泵腔内压力上升缓慢 ,游动阀不能及时打开 ,减少了排油时间。当气体影响极端时 ,造成泵腔内气体往复压缩 ,膨胀。上行程泵腔压力始终大于泵吸入口压力 ,下行程泵腔压力始终小于液柱压力 ,造成固定阀和游动阀打不开 ,形成气锁。一旦发生气锁 ,抽油泵将无法正常工作 ,出现抽空 ,此时 ,必须对该抽油井进行检修 ;更有害的是在这种油井中抽油 ,常发生“液面冲击” ,加速了抽油杆柱、阀杆、阀罩、泵阀和…     

压裂泵泵阀导向结构的改进设计

针对常见的压裂泵泵阀导向结构的特点和存在的问题,介绍了经改进设计的泵阀将阀盘和导向翼分别加工成形,再用摩擦焊焊接成一体的过程和工艺。这种结构改善了泵阀的导向性能,增大了阀盘下的有效过流通道面积,提高了泵阀的使用寿命。     

非常规油气田压裂作业阀箱的结构创新

当前非常规油气田压裂作业对压裂泵阀箱提出了更高的性能要求,常规压裂泵阀箱因使用寿命短,可靠性偏低,已经难以满足非常规油气田的恶劣工况。针对这种情况,文章提出了通过采用新型双导向杆阀结构内腔设计来提高阀箱本体的有效壁厚,降低工作应力,进而提高阀箱的抗疲劳损坏能力,获得更高的使用寿命;此外还通过采用柱塞缸套与阀箱本体一体化的结构设计,移除了原分体式柱塞缸套与阀箱本体处的一道橡胶密封,从而减少阀箱工作时的渗漏点,有效提升阀箱工作时柱塞密封的可靠性。新型压裂泵阀箱已经在非常规油气田的实际工业使用中取得了良好的效果,阀箱的使用寿命及工作可靠性都得以明显提升,这些结构创新值得在压裂泵阀箱的制造中推广应用。     

钻井泵吸入阀的设计和使用探讨

钻井泵泵阀分吸入阀和排出阀，吸入阀的消耗占泵阀费用的７０％。吸入阀寿命的高低直接影响钻井泵的寿命。文中从吸入阀的阀座、阀体、弹簧等设计结构和使用情况进行分析研究，提出了解决的方法。     

高压柱塞泵阀箱失效分析及抗疲劳设计

高压往复柱塞泵在油田的压裂、酸化和固井等作业过程中常发生失效,特别是作为泵送介质的核心部件阀箱常发生疲劳开裂。为解决柱塞泵阀箱的疲劳失效问题,通过大量的开裂案例分析,系统归纳出油田用高压柱塞泵阀箱发生疲劳开裂的主要诱因,主要包括关键区域的应力集中、阀座区域的冲击作用及泵送介质造成的点蚀等。从结构设计和材料合金设计等2个方面分别进行分析得知,通过优化结构改善阀箱内腔的应力分布情况,以及在阀箱的高强度合金材料的选取上进行改进可延长柱塞泵阀箱的使用寿命。     

柱塞式注水泵技术改进与应用分析

针对油田现场注水泵易损件寿命短的问题,对柱塞式注水泵进行了技术改进。主要改进措施包括:1柱塞填料密封结构及材料的改进,即在柱塞填料密封函体结构中增设密封介质腔,通过密封腔介质对柱塞产生润滑作用,减小柱塞与填料间的摩擦,同时采用带有自补偿功能的组合填料密封结构,以延长柱塞和填料的使用寿命;2对柱塞喷涂材料进行改进,即选用45#钢基材表面超音速喷涂Ni60/WC复合金属涂层柱塞,并采用柱塞自动调心结构,提高柱塞的耐磨蚀性能,同时减小柱塞与密封件的偏磨;3采用螺旋导向复合密封锥型组合阀组替代原立式上下分体阀,延长泵阀的使用寿命。现场应用结果表明,改进后的注水泵柱塞、填料和泵阀平均寿命普遍延长,泵机组效率显著提高,注水泵运行成本降低,经济效益明显。     

基于Ansys/Ls-Dyna的压裂泵泵阀强度分析

泵阀是压裂泵中最重要的易损部件之一,其强度关系到压裂泵的工作特性。运用Ansys有限元分析软件中Ls-Dyna模块,模拟100 MPa高压环境下阀盘以一定速度冲击阀座的整个过程,对泵阀进行静力以及显示动力下应力、应变分析,找出泵阀的失效原因,为改进泵阀提供了理论依据。     

油田高压往复注水泵泵阀故障分析与改进

通过对 3H— 8/ 4 5型高压往复注水泵泵阀的结构分析和设计核算 ,得出泵阀失效的原因是泵阀设计升程过大 ,阀孔流速过高以及阀杆直径较小。为此 ,对阀结构和导向定位做如下改进 :(1 )将缸体阀座腔孔定位改为阀座和阀套一体定位 ,加大阀组件与缸体阀孔间隙 ;(2 )将阀打开时升程限位点改到阀密封面背面 ,阀杆导向放在阀孔内 ,阀杆根部圆弧过渡 ,没有退刀槽 ,避免应力集中。改进后泵的故障停运率降低了 80 % ,泵阀寿命提高到 4个月     

一种新型无冲击钻井泵阀

目前, 石油钻井用钻井泵的泵阀工作寿命短, 一般平均使用寿命只有50~60h。主要原因是阀盘的质量惯性, 阀盘上下压差不稳定, 使泵阀和活塞运动不协调。     

基于应力集中影响的钻井泵阀无冲击工作条件

针对钻井泵阀的冲击疲劳破坏,重点研究了泵阀冲击时产生最大应力集中部位的受力特征及其影响程度,提出了基于应力集中影响的钻井泵阀无冲击工作条件。该条件完善了泵阀运动特性的描述,考虑了应力集中在交变应力作用下对加速泵阀失效所带来的危害性,将无冲击条件应用于泵阀设计,对延长泵阀的使用寿命有一定的指导意义。     

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。