偏置式钻井往复泵泵阀工作特性的计算机分析

建立了偏置式钻井往复泵泵阀的运动微分方程式,得出了阀的运动规律的数值解,给出了偏置式往复泵泵阀无冲击工作的CYC条件。分析指出:合理设置偏距能够改善阀的工作性能,设计中应采用正转上偏置的曲柄滑块机构,且偏置率应小于连杆比。     

往复泵泵阀无冲击条件的讨论

本文作者对别尔格提出的判断往复泵泵阀无冲击工作条件进行了分析,说明别尔格条件是不成立的,同时提出了往复泵泵阀无冲击工作的CYC条件。本刊全文发表,供有关人员参考。     

对往复泵泵阀无冲击工作的CYC条件质疑——与赵仕俊同志商榷

<正> 由于往复泵泵阀无冲击理论的复杂性,目前在探讨这项理论的研究中出现了众说纷纭、各持已见的局面。赵仕俊同志在《石油钻采机械》1983年第3期上发表了《往复泵泵阀无冲击条件的讨论》一文(以下简称《讨论》)。文中所提出的往复泵泵阀无冲击工作的CYC条件是一个较新的命题。首先肯定,如果CYC条件成立,则对设计往复泵的参数     

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。     

关于往复泵最高允许冲次的思考——兼与《探讨确定钻井泵最高允许冲次的方法》的作者商榷

本文指出以无汽蚀条件来确定往复泵最高允许冲次的方法是偏颇的,应在保证往复泵正常吸入的前提下,用泵阀无冲击工作条件来确定泵的最高允许冲次,并应遵循往复泵泵阀无冲击工作的CYC条件。     

钻井泵阀位移测试系统及位移测试

在研究钻井泵阀的运动规律时，为了避免因纯理论的推导而得出不切实际的结论，在泵阀试验台上采用自行设计的测试系统，对泵阀位移及运动规律进行了测试。通过测试和分析，得出了泵阀关闭速度与泵压基本无关、泵阀关闭时的冲击能较小的结论。实践表明，泵阀位移及运动规律的测试精度能满足理论分析的要求。     

关于泵阀无冲击条件的问题

《关于泵阀问题的讨论》一文(见本刊今年第四期),提出了石油钻采用往复泵的一个关键问题。在使用中,70年,我们在江汉曾发现,在某一井的钻井过程中损坏了180多副泵阀。在设计、制造中,泵阀对往复泵的发展有一定的阻碍作用。目前所使用的钻井往复泵一般都较笨重,其主要原因是其冲数n低。而影响冲数提高的一个很重要原因,过去是被阀的冲击条件(nh最大≤800—1100)所限制的。马德坤同志在《讨论》一文所提出的课题的研究,对泵的使用和设计都有着很重要的意义。     

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.     

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.     

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。     

自动锥形阀运动规律数学模型及仿真

针对阿道尔夫往复泵泵阀精确运动微分方程在泵阀开启瞬间存在奇点的不足,综合考虑液体可压缩性、魏氏效应、液体连续流条件及泵阀运动的动力特性,建立了描述往复泵自动锥形阀运动规律的精确运动微分方程。该方程是关于液缸内液体压力、泵阀升程与泵阀运动速度的一阶常微分方程组。应用数值计算方法建立了泵阀运动规律的仿真模型,通过仿真计算,可以直观地了解泵阀开启时的压力波动,解释产生奇点的原因。     

泥浆泵阀箱有限元分析

利用ANSYS软件对阀箱进行有限元分析．考察阀箱在工作内压和阀盘冲击载荷下的应力分布情况。通过理论分析．评价设计的合理性．为产品的性能和使用工况要求提供科学依据。     

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。     

二通阀进液控制式信号发生器非线性状态方程

以二通先导阀控制式液压信号发生器液压系统工作原理为基础,根据3个阶段的不同工作特点,应用液压阀的流量压力特性关系,建立了各个过程阀口的流量连续方程。在考虑阀芯运动件的瞬态、稳态液动力的情况下,建立了各个阶段阀芯的动态受力平衡方程,然后以流量和先导阀开度为控制输入,以主阀、溢流阀的位移、速度为状态变量建立了3个阶段的非线性状态方程,并进行了实例仿真计算。     

万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析及改进

钻井泥浆泵柱塞密封性能的好坏与使用寿命的长短直接影响到高压泥浆泵的工作性能及质量。为了弄清高压钻井泥浆泵柱塞密封圈的失效形式、原因及机理,进一步提高钻井泥浆泵柱塞密封圈的寿命,对万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析。结果表明, 高压钻井泥浆泵柱塞密封主要的失效形式为：扭曲变形、老化、磨损、撕裂与断裂等。主要影响因素是温度过高,散热不好,引起密封圈老化,密封材料丧失性能,其次是钻井液等颗粒的进入,对密封面进行不断的磨损,导致密封圈损坏。建议从密封圈的材料、结构设计、组合数量以及冷却装置等方面进行技术改进来提高高压钻井泥浆泵柱塞密封的性能和使用寿命。     

某平台天然气出口管线法兰螺栓断裂失效分析

针对某平台天然气接触塔出口管线隔离球阀法兰螺栓断裂失效问题,通过宏观分析、理化性能检测、微观及能谱分析等方法,对断裂螺栓和未断裂螺栓进行对比分析。同时,综合现场作业工况,得出螺栓断裂失效原因。结果表明,螺栓材料脆性大,在海洋大气环境长期服役过程中表面涂层逐渐失效,在腐蚀和应力集中的双重作用下,局部发生应力腐蚀开裂,最终导致断裂失效。     

转阀控制液压三缸往复泵液压系统的仿真研究

为解决液压三缸往复泵的换向冲击问题,通过设计合理的转阀过流口结构,使过流面积在转阀旋转过程中呈匀加速→匀速→匀减速变化规律;利用AMESim软件建立了转阀控制的液压三缸往复泵液压系统的仿真模型,通过仿真分析,找出了液压系统供油量、供油压力、转阀过流面积大小和往复泵活塞位移之间的变化规律。该研究对转阀控制的液压三缸往复泵的设计具有重要的参考价值。     

压裂泵泵阀变形及应力分布规律的有限单元法分析

利用有限单元法,计算分析了在特定工况下不同阀面锥角的压裂泵阀座的变形和应力及其分布规律,指出:阀座通孔孔边径向变形随阀面锥角的增大而增大;阀面半锥角为60°时,最大综合应力最小,大于或小于60°时,最大综合应力都将增大;阀座上的两个高应力分布区,分别位于工作阀面金属接触区表层和阀座通孔上部表层;从阀座通孔表面及工作阀面表面向内深入超过2mm的区域,综合应力值一般为250～260MPa。阀座通孔表层高应力区的发现,表明强化表层以提高阀座整体强度的必要性。