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。     

分流沉积的井下进液器及其在措施管柱中的应用

单流阀作为分层注水、分层调驱、防污染等管柱底阀时，往往存在上部固相颗粒无处沉积并卡死阀球的现象，造成措施管柱失效。为此，研制了具有侧向进液、分流沉积通道、单向球弹簧扶正等机构的分流沉积井下进液器，该进液器具有侧管进液、分流通道沉砂、阀球不易砂卡等功能，与措施管柱组合，能够起到卡封管柱的侧向进液、分层注入管柱的反洗井、分层调驱和防污染管柱的固相颗粒沉入下部尾管的作用，提高了措施管柱的可靠性，增强了措施管柱在出砂、斜井条件下的适应性。     

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。     

钻井泵“同步阀”机构设计

根据钻井泵泵阀失效机理，设计出新型钻井泵泵阀－“同步阀”机构，亲机构消除了泵阀关闭的滞后角，“同步阀”与滤砂阀的配合使用降低了泥浆对泵阀的冲蚀破坏，从根本上解决了泵阀失效的问题，“同步阀”是首次提出，它为提高钻井泵泵阀寿命及钻井泵的整机效率提供了一套新型机构。     

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     

大斜度井段低沉没度工况排采泵阀动力学特性

目前对于煤系地层天然气井所配套有杆泵泵阀动力特性的研究,主要是移植和借鉴常规油气井抽油泵泵阀的分析方法,多针对油气井开采较高的沉没度,并没有考虑低沉没度和大斜度工况下的泵阀动力学和水力摩阻等参数的影响,也没有揭示水平井泵阀顺利开启所需要的具体条件。为此,综合考虑低沉没度和大斜度等因素耦合的影响,推导造斜段泵阀随井液运动微分方程组,建立有杆泵井液流经泵阀阀隙水力摩阻数学模型,基于数值模拟的方法研究了水平井泵阀动力学、水力摩阻与临界沉没度。研究结果表明:①低沉没度和大斜度耦合作用下,增大冲程和冲次会提高造斜段泵阀阀球的升程、速度和加速度,缩短加速度趋向平缓所用的时间,并且水平井泵阀开启瞬间阀球会出现短暂的周期性波动;②受弹簧力与阀球重力的双重作用,水平井有杆泵的临界沉没度明显低于直井工况且固定阀球伴随弹簧快速复位,这有利于顺利开启水平井的游动阀球和固定阀球并提高泵效;③增大冲程、冲次和泵径会使水平井有杆泵井液流经泵阀水力摩阻及其临界沉没度变大,并且增大冲程更有利于提高低流速井液入泵流速,但同时也会显著地提高临界沉没度。结论认为,该研究成果对于保障煤系地层天然气井连续稳定排采和提高有杆泵的可靠性都具有重要的参考意义。     

柱塞泵简易取阀器

聚合物注入站在日常生产中，常常遇到注塞泵阀密封不严、泵内弹簧损坏或锥体变形等情况，影响注聚效果，这时需要对注塞泵阀进行更换与维修。以往的取泵阀方法十分复杂，非常耗费时间，而且经常损坏工具和其他配件。为了解决这一难题，发明了注塞泵简易取阀器。     

钻井泵泵阀失效的动力学分析及泵阀变螺距弹簧设计

从动力学角度阐明了钻井泵泵阀失效的原因。由于各种参数的相互影响，使阀盘产生纵向振谐窜动和径向失稳漂移，这不但延长了阀隙存在时间，还会使三体（阀盘、阀座、磨粒）产生不均匀磨粒磨损（偏磨），最终导致泵阀早期失效。鉴于此，笔者试图设计泵阀的变螺距弹簧，以消除阀盘的纵向振谐窜动和径向失稳漂移，提高泵阀工作寿命。还叙述了变螺距弹簧的设计原则和程序，并进行了设计计算。     

往复泵水平直通阀结构特点与应用

论述了往复式柱塞泵泵阀结构中一种新的泵阀结构布置形式——水平直通阀,并与常见的直通式泵阀、直角式泵阀和阶梯式泵阀相比,分析了新型水平直通泵阀的工作性能和结构特点,同时列举了该布置形式泵阀的应用实例,指出泵阀设计中应注意的主要问题。     

往复式注水泵分体组合泵头的研究及应用

针对目前普遍使用的往复式柱塞泵存在的泵头易裂,更换凡尔困难等问题,提出了分体组合阀式柱塞泵的设计思路,把原三腔联体的整体泵头改为三腔独立的组合式泵头,即每个柱塞配用一个单独的系头体,阀为组合阔,进排液阀片装在一个阀体上,主要承受冲击载荷的是阀体而不是泵头体。该种结构具有泵头更换安装方便,使用寿命长的特点。     

往复式注水泵分体组合泵头的研究及应用

针对目前普遍使用的往复式柱塞存在的泵头易裂,更换凡尔困难等问题,提出了分体组合阀式柱塞泵的设计思路,把原三胺联体的整体泵头改为三腔独立的组合式泵头,即每个柱寒配用一个单独的泵头体,阀为组合阀,进、排液阀片装在一个阀体上,主要承受冲击载荷的是阀体而不是泵头体。这种结构具有泵头更换安装方便,使用寿命长的寿命。     

往复式注水泵阀箱结构初探

分析了目前常见的往复式注水泵阀箱结构特点和存在问题之后,提出一种新的阀箱结构方案。指出了这种方案的结构特点,认为该方案是可行的。     

泵阀结构对柱塞泵所需绝对净吸入压头的影响

前言用改变泵阀和阀弹簧结构的方法,对三缸柱塞泵的绝对净吸入压头进行了大量的试验,并对这些试验做出了分析。试验时,仅改变泵阀的一个参数,这样便可精确地确定此参数的直接影响。其结果将大大丰富泵阀,特别是高速泵泵阀理论中所缺乏的知识。     

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。     

柱塞式注水泵工作可靠性研究及应用

某海上采油平台3台柱塞式注水泵采用两用一备模式,为地层注水以补充地层能量,延缓地层压力衰减。而注水泵填料支撑环频繁刮伤柱塞、进排液阀磨损影响泵组振动及排量、填料盒螺纹副频繁咬合、液力端缸体频繁出现裂纹漏水等一系列问题严重影响注水的稳定性。通过优化改造填料支撑环、柱塞、填料盒螺纹副、进排液阀阀芯以及液力端缸体材质升级等措施,彻底解决了上述问题。现场应用结果表明:注水整体故障率降低70%,注水泵的可靠性显著提高,同时节约维修费用320.3万元/年。     

抽油泵阀隙流理论研究与数值模拟分析

针对我国油田抽油机井系统效率低和能耗大的问题,首先对进油阀的结构、开启程度、流量系数、流体过阀流动形态划分及阀球直径进行计算分析,确定进油阀球直径为38. 1mm。然后建立了抽油泵进油阀实体模型和流体域模型,结合有限元仿真技术,对抽油泵阀隙流进行了数值模拟,分析了流量、液体黏度和密度等因素对液体过阀流动规律的影响,采用二元线性回归方法得出进油阀流量系数与雷诺数、泵阀开启程度的函数关系。研究结果表明:进油阀球室越高,开启程度越大,流体阻力压降损失越小,但当泵阀开启程度大于0. 8时,对流体过阀流动性能的影响很小,因此球室高度只需限制开启程度略大于0. 8即可,即球室高度不小于阀球直径的1. 25倍。研究结果可进一步推动抽油泵泄漏理论的研究,也可为抽油泵的结构改进和效率提高提供理论依据。     

直线电机抽油泵泵阀不同工况特点研究

直线电机抽油泵是一种新型高效节能的采油装备,目前尚处于研发阶段,泵阀总成是制约其工作效率提高的关键因素之一。为充分认识该系统泵阀工作行为与其他抽油机的不同,找出合理设计依据,运用计算流体力学方法对所设计的泵阀总成进行了三维数值模拟,计算结果正确反映了流场状态,得到了阀球运动规律。通过研究不同柱塞冲程和冲次参数组合情况下阀球运动,分析了泵阀总成的启闭和导向性能,得到了系统最佳设计参数。     

3ZY125增注泵泵阀的技术改造

针对增注泵泵阀产生冲击噪声大的问题,对泵阀结构进行降噪改造,采用尼龙材质代替钢材质,优化设计进排液阀座上的进排液孔结构。改造后的泵阀降低噪声7分贝,流体损失减少,密封性能提高,提高了进出水效率及增注泵整体效率。     

改型阀座阀片的推广应用

油田注水系统通常均采用污水回注,但柱塞泵使用的还是早期注入清水时的江氏阀座,改为注污水后,结构就出现了弊端,其平面单孔进液吸入结构,注清水时是没问题的,但注入污水时,污水含杂质较多,杂质会造成阀片与阀座的密封间隙不严。阀座阀片在高压、高速工作状况下密封不严,造成水流冲击严重,致使阀座阀片易损,材料的消耗量大、成本高。更换频繁,员工劳动强度较大,泵效低。因此,在油田公司范围内推广柱塞泵高效耐用改进型阀座、阀片对注水泵增效降耗具有重要意义。     

液控注水阀水嘴流量特性仿真与试验研究

液控注水阀作为液控智能注水工艺的核心部件,其水嘴结构尺寸设计关系到注入流量调节的精细程度。通过理论计算、有限元分析及试验研究,对液控注水阀的流量-压差关系曲线进行分析,得到精确的流量-压差关系模板。在液控注水阀8个挡位结构的前提下,得到液控注水阀水嘴直径的优化设计方案,实现单层注入流量0～600 m³/d的精细调节,满足油藏开发需求。研究结果为液控分层注水工艺的开发,以及液控注水阀的设计提供理论依据。