钻井泵活塞寿命可靠性研究

采用数理统计方法对大庆油田常用的三种钻井泵活塞的寿命分布规律作了研究，应用可靠性理论计算和分析了活塞可靠性指标。同时，为比较和综合评价三种活塞的质量，对活塞寿命方差和均值的差异性作了检验。为探求活塞寿命与各影响因素之间的关系，对清水介质条件下新旧两种标准活塞强化试验数据进行了多项式拟合和分析。研究表明，三种活塞的使用寿命均服从二参数威布尔分布，活塞的失效类型属耗损型。因此，延长活塞寿命的关键是延长活塞的正常磨损阶段。必须从改进设计，提高制造水平和改善使用条件等方面综合提高活塞的耐磨性。     

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。     

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。     

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。     

增强型钻井泵活塞的试验研究

增强型钻井泵活塞采用帘布加强根部和加大压板尺寸,使活塞使用寿命大大提高。现场试验表明,泵压30MPa时使用寿命达118h,20MPa时为450h以上,比国产常规活塞高3倍多。     

钻井泵活塞与缸套摩擦磨损失效的系统分析

本文运用系统分析的方法对钻井泵易损件和关键件－活塞缸套副的摩擦磨损失效进行了讨论，指出胶心挤伤、刺伤、冲蚀掉块是活塞的主要损坏形式，整体联结强度低、弹性大、易变形是其根源；摩擦磨损、粘着磨损、三体硬粒磨损、刺伤是缸套的主要损坏形式，硬度低是其根本原因。并由失效分析引出了提高缸套孔壁硬度，改进活塞和进行新型设计的对策。     

水力保护式钻井泵活塞现场试验评析

采用活塞试验装置对水力保护式活塞与几种国产普通活塞在钻井现场作了对比试验，在相同工况下测试了泵缸工作温度、活塞使用寿命、钻井波含砂量等参数。对试验数据和活塞破坏形式的综合分析表明，利用液体冲洗缸壁，阻止磨硕性颗粒进入摩擦副，从而提高活塞和缸套寿命的水力保护原理是可行的；水力保护式活塞具有寿命长、活塞一缸套摩擦副冷却效果好、泵的机械效率高及对钻井液含砂量不敏感等优点。同时也证明采用大直径球面活塞心来减小活塞心与缸套间的间隙可有效地防止活塞的偏磨，提高抗啃伤寿命。     

钻井泵泵阀与阀座间的接触应力分析

在分析钻井泵泵阀与阀座间的接触应力时 ,在泵阀与阀座接触面上引入了接触单元并建立了接触模型 ,计算时采用有限元分析软件 ,将接触单元划分为网格 ,定性地分析了接触应力的分布规律。分析表明 ,阀座的变形首先从接触锥面的下半部分开始 ,逐渐向两侧扩展 ,较大的综合应力出现在阀座的右上角及阀座通孔上部的三分之一处 ;阀座接触锥面的两端接触应力较大 ,最大点出现在锥面下端 ,在中间部位呈线性分布     

钻井泵液力端易损件失效分析及对策

钻井泵液力端易损件失效的原因是：在侵蚀条件下，发生的摩擦磨损与三体硬粒磨损；在腐蚀应力条件下，疲劳裂纹形核，扩展，造成疲劳层起层，剥离；在高压，高速钻井液冲涮下，表层剥落，掉块，冲蚀成洞，刺成小道。针对这些原因提出了提高零件工作面硬度的化学热处理工艺，以使零件工作面更耐腐蚀和磨损；另外设计了泵阀与活塞用新型衬缘胶心。现场试验表明，采用上述对策提高了易损件的使用可靠性和使用寿命。     

FIS2200型钻井泵液缸结构动力学有限元分析

FIS2200型钻井泵是为适应深井超深井钻井作业的需要而研制和开发的，液缸的承压能力和可靠性是确定泵设计参数和工作寿命的决定性因素。采用Pro／E、ANSYS等软件建立了FIS2200型钻井泵液缸的三维有限元分析模型，计算了其动、静强度和动态特性，获得了液缸在额定栽荷作用下应力云图、动应力响应以厦最大变形位置和变形量。计算结果表明，FIS2200型钻井泵液缸的动态性能丸好，而且其结构动、静强度和疲劳极限足够，可以减小液缸外形尺寸，以减轻液缸的质量。     

钻井泵组装式曲轴设计与有限元分析

介绍了目前钻井泵常采用的整体铸造式、整体锻造式、组焊式、组装式4种结构形式。组装式曲轴可避免整体铸造、整体锻造及焊接等带来的诸多问题,被越来越多的钻井泵设计者所采用。确定芯轴和偏心轮之间合理的装配过盈量是组装式曲轴设计的关键点和难点。应用ANSYS软件的非线性接触分析功能,计算出某新型组装式曲轴的芯轴与偏心轮之间合理的装配关系为H7/t6,可供同类设计参考。     

泡沫钻井液在钻井泵缸套内的运动分析

从理论上分析了泡沫钻井液在钻井泵缸套内的压缩、膨胀过程,绘制了理论循环指示图;推导出了钻井泵输送泡沫液时的理论循环指示功计算式,并讨论了钻井泵的充满系数。结果表明:充满系数不仅与泡沫特征值Γ1有关,还受泵余隙容积Vc以及泡沫压缩比p2/p1的影响。     

井下水力活塞泵力平衡分析计算

介绍了水力活塞泵的结构及工作原理,分析计算了其液马达排量和泵的有效排量、实际排量及额定排量,建立了水力活塞泵力平衡方程,计算得到摩阻损失和P/E值,为水力活塞泵的设计应用提供依据。     

共轨转子泵柱塞偶件受力分析

在对共轨转子泵的研发过程中,发现其柱塞轴线与凸轮轴回转中心的偏心距对于柱塞的受力有一定影响,运用Pro/E和ADAMS软件对转子泵建模,分析不同转向、不同偏心位置对柱塞危险截面受力的影响,结果表明,在模拟的7种情况中,不同偏心距离下,只要外界条件一致,柱塞受力基本变化不大,但随着偏心距离不同及转向不同,所受到弯曲力矩有所不同,造成最大拉、压应力不同。7种情况下,以偏心距离为1mm时应力最小,为供油泵的设计提供了参考。     

WF2000型三缸钻井泵壳体的结构设计与应力分析

海洋钻井要求钻井泵的功率大、体积小、质量轻。在受力分析的基础上,采用ANSYS软件对开发的WF2000型三缸钻井泵壳体进行有限元分析。壳体高应力区位于从动轴轴承座附近,壳体整体结构应力分布不均匀,安全裕度较大。为验证有限元分析的有效性,对钻井泵壳体进行了现场应力测试,测试结果与有限元分析结果比较符合。应用分析结果优化设计了壳体结构,使其应力分布均匀、质量轻。     

基于ANSYS／LS—DYNA钻井泵泵阀的冲击特性仿真分析

基于ANSYS／LS—DYNA非线性动力有限元分析方法,分析了冲击过程中钻井泵阀的等效应力随时间的变化情况,以及泵阀和阀座接触面上节点的位移、速度、加速度随冲击时间的变化规律,得到的结果与泵阀失效特征相吻合。     

大型往复式真空泵活塞杆断裂失效分析与改进

活塞杆是往复式真空泵的关键零件之一,对投入运行一周后出现断裂的真空泵活塞杆进行了详细分析,并提出了改进措施,实施后正常运行已达150d。     

潜油电泵机组斜井通过能力评价与应力分析

由于斜井内井眼曲率的变化,引起潜油电泵机组发生大变形,产生弯曲应力和机械阻力,难以靠自重力把机组下放到水平套管段。提出采用强度条件和摩阻力条件来评价电泵机组斜井通过能力,并建立了潜油电泵机组斜井受力变形分析的三维有限元模型。应用ANSYS软件的大变形、接触非线性理论对电泵机组在斜井内的受力进行了分析,计算出WIDD—C17井130电泵机组在30°井斜角时能通过6°／30m的曲率．此时下放推力为1．75kN。为电泵机组斜井通过能力提供了新的研究方法。     

水力活塞泵多媒体设计实践

水力活塞泵采油工艺在油田开采工程中的应用随着科技的发展将越来越多。本文介绍应用计算机图形、动画、声音等多媒体技术，使水力活塞泵采油工艺系统（CYPS）图文并茂，声色俱佳的再现于计算机屏幕。