影响500压裂泵易损件寿命的因素及应采取的措施(上)

<正> 500型加砂压裂泵的易损零件,指的是液力端的基础件——阀胶皮、阀体、阀座、柱塞和柱塞密封盘根。近年来由于生产技术的进展,柱塞工作寿命已达80小时以上,而每台泵机组一年工作不超过100小时,因此,它有从易损件清单中除名的可能。 目前,阀胶皮寿命在10小时左右,阀盘20～30小时,阀座、盘根在40小时以上。     

3YZB140－1320 型压裂泵的新结构新技术

概要介绍３ＹＺＢ１４０－１３２０型压裂泵在设计过程中采用的新结构和新技术，说明该泵是为１４０ＭＰａ压裂车配套而设计的一种三缸单作用柱塞压裂泵；同时也可替代进口压裂车中的ＯＰＩ一１８００ＡＷＳ型泵，其易损件与ＯＰＩ相同柱塞的压裂泵可以通用。并分析了新结构和新技术与传统结构对比的优点。     

3YZB140—1320型压裂泵的新结构新技术

概要介绍３ＹＺＢ１４０－１３２０型压裂泵在设计过程中采用的新结构和新技术，说明该泵是为１４０ＭＰａ压裂车配套而设计的一种三缸单作用柱塞压裂泵；同时也可替代进口压裂车中的ＯＰＩ－１８００ＡＷＳ型泵，其易损件与ＯＰＩ相同柱塞的压裂泵可以通用，并分析了新结构和新技术与传统结构对比的优点。     

压裂泵往复密封性能及机理研究

根据流体动压润滑理论，对压裂泵柱塞密封摩擦副的润滑机理进行了理论分析。在排出和吸入行程，柱塞密封摩擦副均能满足流体动压润滑的条件，即在柱塞与密封界面上能形成并保持一定厚度的油膜润滑密封，从而达到减小摩擦提高寿命的目的；建立了摩擦界面油膜厚度和泄漏量的计算公式。利用有限元法理论，对密封圈的压力沿轴向的分布规律、泄漏量与压力变化关系进行了模拟计算。对往复密封圈沿轴向压力分布、泄漏量随压力变化进行了测试；试验结果表明，建立的计算模型具有较高的计算精度，揭示了压裂泵的密封机理。     

TPA-600型三缸单作用卧式往复柱塞泵液力端改造

针对TPA-600型三缸单作用卧式往复柱塞泵液力端（泵头）柱塞密封盘根结构设计上存在的缺陷．进行了改进．新泵头舍去了原来的可换式盘根底座,将柱塞盘根密封室延长到泵体深处,缩小了原安装盘根座的内孔尺寸,并增设了一个铜环,一个铁环,把柱塞盘根（除润滑油环保留在原位外）整体前移,相应的增加了柱塞的长度;为了保证泵头强度不受影响,还将泵头作相应的加厚。此外柱塞盘根压帽也进行了改进,柱塞盘根润滑油孔和调节盘根用的工具查孔,由六孔改为八孔。改造制作的新泵头,降低了盘根所受压力,利于盘根密封的调整,提高了柱塞盘根密封的可靠性,延长了柱塞密封及泵头的使用寿命。     

组合式填料函压盖在高压柱塞泵上的应用

防刺漏自润滑组合式填料函压盖,一是在盘根发生刺漏时可以改变水流的喷射方向,使刺漏的高压水流通过内外压盖之间的环形空间缓冲后降低压力,通过导流孔缓慢流入到填料函下部的集水槽流出泵体外,防止泄漏后的高压水流被柱塞挺杆带入到曲轴箱,而引起机油变质。二是在填料函内压盖上设计安装骨架油封,安装时在油封内部和油封安装槽内注满润滑脂可对柱塞和盘根进行润滑,解决了柱塞泵启动初期柱塞和填料发生干摩擦的问题,从而有效的延长了柱塞和盘根的使用寿命。     

用于压裂的1400大气压增压泵

压裂泵是进行油井酸化和加砂两种压裂工艺以增产原油的关键设备。目前高冲次压裂泵存在的最大问题是在砂粒的作用下,泵阀和柱塞寿命较短。尽管有些国家在改善泵阀等结构及其材质和处理工艺方面做了一定的工作,相应延长了泵的使用寿命,但问题仍未彻底解决。美国哈利伯顿(Halliburton)公司针对上述问题提出了一种长冲程低冲次增压泵,可以大大延长泵阀和柱塞的寿命,同时还在很大程度上改善了系的各种工作性能,可供参考。     

延长3PC-250型压裂泵柱塞和盘根的使用寿命

本文阐明这项改革的具体内容和取得的效果:1.改善了柱塞与盘根的工作效能,延长了使用寿命;2.克服了盘根碎屑易堵死润滑油路和卡坏润滑油泵的弊病;3.砂浆不会污染机油和腐蚀油泵。     

影响500压裂泵易损件寿命的因素及应采取的措施(中)

<正> 前面讨论了影响易损件寿命的各种因素和泵阀的运动规律,下面就阀胶皮、阀盘、阀体、阀座、柱塞和盘根等的结构设计、材料和现场维修保养等应采取的措施加以讨论。 (一) 阀胶皮 1.结构设计 目前,国内外压裂泵阀胶皮结构分为两种:一种为平面型;另一种为圆弧型(图8)。引进的美国BJ公司佩斯梅克泵和道威尔公司压裂泵及国产500型、850型、1200型均采用     

固井压裂泵阀理论研究与应用

固井压裂泵是固井压裂设备的核心部件,固井车、压裂车及其撬装设备要实现其功能主要依靠其上装的柱塞泵。固井压裂泵泵送的液体排量具有脉动性,受柱塞数目和入值影响,同时泵阀的开启和关闭是动态的,且相对曲轴（或柱塞）具有轻微的滞后即开启和关闭滞后。固井压裂泵阀系统主要设计参数有：泵阀的升程、凡尔座内孔直径、凡尔弹簧的刚度及其预压缩量等,我们用试验验证了这些参数对固井压裂泵容积效率的影响。客积效率是衡量固井压裂泵性能的重要指标,研究泵阀理论合理设计这些参数可提高容积效率1%-3%。     

ZYT5311TYL型压裂车的研制与应用

为适应压裂设备的大功率、多功能和自动化的发展要求,满足复杂油气藏、低渗透油田和煤层气田的开发需要,研制了ZYT5311TYL型压裂车。该型压裂车由底盘、发动机、变矩器、压裂泵、控制系统和管汇等组成。压裂泵采用强制压力润滑,设有双重超压保护装置。控制系统采用电液气综合控制,远控和近控相互切换非常方便。现场应用表明,该车设计合理,操作方便,其压力和排量可以满足国内大多数油田需求,具有广阔的推广应用前景。     

YLC50-1340型煤层气专用压裂车的研制

针对目前我国煤层气开发的特点,结合煤层气井压裂增产的实际工况,研制了YLC50-1340型煤层气专用压裂车。该压裂车采用进口底盘车、大直径柱塞的五缸柱塞泵,配备冷却系统和加热系统,提供本地控制系统和远程控制系统,为满足车组作业开发了数采通讯和联机控制功能,保证了煤层气压裂作业的实时监控和整体稳定性。该压裂车的研发解决了煤层气压裂依赖于油田压裂设备的问题,给出了煤层气压裂车研发完整的解决方案,大大降低了煤层气压裂作业的设备数量和成本。性能测试结果表明,YLC50-1340型煤层气专用压裂车设计合理,各项数据均符合设计要求,各项性能完全满足煤层气压裂工况要求。     

压裂泵柱塞密封的改进设计

压裂泵柱塞密封性能好坏与使用寿命的长短直接影响压裂酸化作业的正常实施，密封不良将带来很大的维护工作量。为适应油气井增产的需要，对OPI 1800AWS型压裂泵柱塞密封的结构特点进行了分析，并结合生产和应用实际分析了柱塞密封失效和泄漏的原因，提出了一种油田压裂用柱塞密封的结构改造方案，即通过提高柱塞表面质量，优选密封圈材质，改进密封圈的结构，增加擦拭环，保证柱塞往复运动时与缸套的同轴度，可以提高摩擦副的密封效果和延长柱塞密封的使用寿命。柱塞密封结构改造后，柱塞寿命提高到15个月，密封圈寿命延长了２倍。     

压紧力自调式柱塞盘根装置

<正> 我国由美国BJ公司引进的122-T型压裂车的佩斯梅克Ⅱ型泵,是高冲数三柱塞单作用泵,其柱塞盘根装置采用了压紧力自调式的结构。该泵所配备的柱塞规格有3(1/2)″、4″及4(1/2)″三种,冲程长度为101.06毫米,当柴油机转速为2300转/分且用Ⅵ挡时,冲数高达800冲/分,用3(1/2)″拉塞时,最高工作压力为949公斤/厘米~2(15000磅/英寸~2)。长庆油田地层渗透率低,油层变化大,大部分油层破裂压力须在450～500公斤/厘米~2,有时甚至须达600公斤/厘米~2,因此在压裂时,泵的冲数得在250～300冲/分,压力得在450～600公斤/厘米~2,而双泵最大排量须为1.6米~3/分(3(1/2)″柱塞)、2.12米~3/分(4″柱塞)或2.6米~3/分(4(1/2)″柱塞)。     

压裂泵柱塞密封副优化技术的发展与展望

为了打破压裂泵柱塞密封副优化技术的瓶颈、进一步提升压裂设备的工作性能、实现油气增产,从压裂泵柱塞密封系统的实际工况和密封机理出发,概述了压裂泵柱塞密封副失效的研究现状,梳理和总结了现有的压裂泵柱塞密封副优化技术;在此基础上,结合摩擦学和材料学等相关领域的最新研究成果,对我国压裂泵柱塞密封副优化技术未来的发展提出了建议和展望。研究结果表明:(1)表面织构技术已被证实能显著降低柱塞密封副的摩擦磨损,应积极设计和开展压裂泵实际工况下的全尺寸织构化柱塞密封系统试验,以推动表面织构化柱塞的应用进程;(2)针对橡胶密封件的性能短板以及压裂泵柱塞密封系统的工作要求,亟需采用材料改性技术来进一步增强密封橡胶的综合性能;(3)表面织构技术、表面涂层技术、材料改性技术在减摩抗磨等方面的协同效应决定了将其复合成压裂泵柱塞密封副优化新技术的可行性和必要性,未来应着手解决复合技术在压裂泵工况下的实际应用问题。结论认为,我国油气资源的勘探开发现状对压裂设备的工作性能提出了更高的要求,压裂泵柱塞密封副的优化必须结合自身实际,对多学科领域的相关理论和方法进行借鉴、消化、吸收与再创新,进而形成一套符合我国实际的压裂泵柱塞密封副优化技术。     

油田往复式注水泵设计中的若干问题

文章通过对往复式注水泵的型式、冲程、往复件设计的同心度、柱塞填料函的密封效果、泵头型式、阀组以及泵的润滑系统等几个部分的分析,论述了在提高注水泵性能和方便于现场使用与维修方面的设计要点。为了提高柱塞与盘根的密封性,以三缸注水泵往复件的尺寸及偏差为例,论证了保证往复件组合之后平行度与垂直度的技术条件与要求,并对注水泵一些关键零部件,如柱塞填料函、泵头、阀组以及泵联轴器等的结构、材料和工艺作了介绍。     

高压柱塞泵柱塞的氧-乙炔焰喷焊工艺应用研究

<正> 一、前言柱塞泵通常是用来输送各种液体的。泵柱塞在快速往复运动中,柱塞与密封盘根构成一对摩擦副。柱塞表面承受接触摩擦和输送液体的腐蚀作用,其服役条件苛刻,使用寿命短,因柱塞和盘根损坏而停泵检修时间占其总检修时间的一半以上。因此,采取有效的工艺措施,提高其表面抗力,延长使用寿命是至关重要的。     

电动压裂泵在页岩气压裂中的应用

为降低页岩气开发成本,同时达到减排降噪的目的,华东油气分公司平桥南焦页194-2HF井引进HH6000型电动压裂泵进行压裂,压裂车组组成为10台2500型压裂车和4台HH6000型电动压裂泵,电动泵采用网电和燃气发电两种动力,完成19段压裂施工。测算施工费用比常规压裂车节省约45%。此次成功规模应用表明电动压裂泵组压裂在能效、排放和经济上有较大的优势,适应页岩气低成本开发需要,具有很强的市场竞争力和发展前景,具备良好的推广应用价值。     

从美国压裂车看压裂车的设计

文章通过对美国道威尔公司的B504压裂车的测绘、分析和探讨B504压裂车在车辆选择、柴油机装置、传动装置、压裂泵等设计特点。文章在传动系统装置方面做了大量的分析,而且对比了我国以及进口的罗马尼亚、苏联、美国的几种压裂车传动装置形式,文中认为采用液力机械传动形式是比较理想的。最后,对压裂泵及其动力端和液力端的联接结构特点也作了介绍。     

无液力平衡增压注水泵的结构设计

针对常规型液力平衡增压注水泵存在的问题 ,设计了无液力平衡增压注水泵。其结构设计是 :(1)采用水平直通式泵头 ,泵头承压 5 0MPa ,平均寿命超过 5a ;(2 )动力端连杆小头配用滚针轴承 ,用以平衡连杆小头所受到的压力 ,无需考虑进、出口压力变化对平衡率的影响 ,泵的使用范围更广泛 ;(3)去掉平衡管 ,省去其过定位安装 ,减少刺漏 ,从而增强泵的可靠性 ;(4 )新型泵的盘根盒短 ,只需 1组密封装置 ,易损件减少一半 ,拆装盘根更方便。在现场试验中 ,新型泵进口压力 18MPa ,出口压力 4 4MPa ,曲轴箱温度由常规的 74℃降至 5 0℃ ,柱塞寿命比常规泵柱塞提高 ,泵安全运行 70 0 0h无异常。