新型钻井泵动力端优化设计探讨

针对新型钻井泵十字头导板偏磨严重的问题,进行了结构分析和相关尺寸的优化计算,其结果表明,钻井泵动力端采用偏置式结构,其载荷特性明显优于对心式结构,能使十字头外摩擦副正压力降低66％,可有效地防止十字头导板的偏磨。     

钻井泵正转与钻机传动改造

<正> 一、钻井泵正转的好处 钻井泵曲柄轴转向使得连杆力所引起的十字头垂直分力向下,习惯称“钻井泵正转”;反之则称“钻井泵反转”。大庆型和ZJ45J钻机的传动方式造成钻井泵反转运行,见图1、图2。     

钻井泵阀体阀座的物理气相沉积处理

钻井泵泵阀在工作过程中要承受高压钻井液的强烈冲蚀，极易损坏，使用寿命低。针对这一问题，作者在原表面渗碳处理的基础上，采用物理气相沉积（ＰＶＤ）技术对钻井泵阀体阀座进行ＴｉＮ涂层处理，并对这种涂层的性能进行了测试。现场试验结果表明，经采用物理气相沉积技术进行ＴｉＮ涂层处理后，钻井泵泵阀使用寿命较未采用这项技术处理前提高了将近３倍。     

大功率钻井泵发展现状与应用

钻井泵的发展趋势为大功率、大排量、高泵压和轻量化,对可靠性的要求不断提高,缸数由双缸到三缸再到多缸,有增加的趋势。介绍了近年来大功率钻井泵的技术新发展。与三缸泵比较,五缸泵具有排量与压力波动小、运行平稳、易损件寿命长等优点;曲柄轴、剖分式滚动轴承、十字头与拉杆之间的球铰连接等新型结构,在提升钻井泵可靠性、稳定性和轻量化方面效果明显。     

钻井泥浆泵曲柄连杆机构分析与设计

目前国内外现有的三缸单作用钻井泵一直沿用对心曲柄滑块机构。但是,从三缸单作用钻井泵的结构特征来看,采用偏置曲柄滑块机构是比较合理的。文章从活塞的最大冲程、位移、速度、加速度以及连杆小头摆动角速度几个方面进行了运动分析,并给出了有关的设计计算公式。偏距e值的确定直接涉及到十字头运动的平稳性问题,因此,文章指出最佳偏距e值的确定,应满足两方面条件,以使十字头处于无冲击的运动状态。     

提高管道聚乙烯涂层粘接性能的表面改性技术新进展

文章综述了输油输气管道防腐涂层技术和以聚乙烯为主要成分的防腐涂层补口技术的现状,介绍了提高聚乙烯涂层粘接性能的表面改性技术的一些新进展,重点介绍了笔者在国外工作期间开发的一项新的聚乙烯表面紫外光接枝改性技术,该技术具有工艺简单、实用化程度高等优点。文章还对影响接枝物粘接性能的关键因素进行了探讨。     

一种新型五缸钻井泵的设计

为满足油田特别是海上油田的需要，研制了一种新型往复、容积式、单作用、卧式五缸钻井泵。其动力端壳体采用整体式高强度结构钢焊接结构，曲轴为整体式合金钢锻造并经热处理后加工而成，由六个重型圆柱滚子轴承支承，两圆柱斜齿轮置于曲轴两端，小齿轮与小齿轮轴为分体式．方便加工与组装，十字头与活塞杆采用卡箍连接，缸套采用双金属结构。液力端采用分体式结构，由五个分体泵头体组成，泵阀及其弹簧的技术参数经计算得出，保证其正常开启。应用PROE软件对主要零部件进行了受力分析和强度计算，保证了其使用的可靠性。该五缸钻井泵与同功率三缸钻井泵相比，具有排量大、质量小、体积小和运移方便等特点，而且其排量相对于平均值的变化较三缸钻井泵小，因而减小了泵及管汇的震动，延长了泵的使用寿命。     

陶瓷功能梯度涂层的防垢机理研究

在对三元复合驱采油工况下抽油泵螺杆严重结垢的本质进行分析研究的基础上,采用热力学分析研究方法,以降低抽油泵螺杆表面能和改善表面摩擦性能为主要出发点,研究开发出陶瓷功能梯度涂层,其中F-W4涂层是以氧化物陶瓷为基、添加其它改性组分的表面改性涂层。对F-W4涂层的试验研究表明,这种涂层与镀铬层相比,具有表面能低、摩擦因数低、摩擦因数稳定以及基本不结垢等特点。     

激光表面处理技术在钻井泵缸套上的应用研究

从缸套磨损机理出发,指出提高缸套的使用寿命主要是提高缸套的表面硬度。讨论了激光表面处理技术在提高钻井泵缸套表面硬度方面的应用,展示了激光这一高新技术在钻井泵缸套表面强化方面的应用前景。     

三缸钻井泵的运动学和动力学

文章对国外一种将曲柄连杆偏置的三缸钻井泵进行了机构运动学和动力学分析,指出曲柄连杆机构的合理正向偏置,在泵正转时,可改善泵的吸入性能,减少十字头和导板间的侧压力,而动力学问题不是该机构的主要问题。     

3 NB—500型钻井泵滑块滑套表面强化及改进

对 3NB— 5 0 0型钻井泵滑块滑套摩擦副的失效分析表明 ,滑块表面热处理工艺不合格、表面硬度低、严重的磨料磨损等是其失效的主要原因。在对比分析各种表面强化技术特点和磨损试验的基础上 ,确定氧 乙炔火焰喷焊技术是强化滑块表面较为合理的方法 ,强化材料选用PHNi60A +WC15 % ,喷焊层厚度为 0 5mm ,表面硬度≥ 60HRC ,并制定了相应的喷焊工艺 ;同时 ,对滑块滑套摩擦副的结构及拉杆端密封结构进行了改进设计。现场使用表明 ,经表面强化和改进设计后的滑块滑套摩擦副使用效果较好 ,磨损量仅为 0 39～ 0 4 7mm ,使用寿命由 4～ 6个月提高到 15个月以上 ,拉杆端密封的寿命提高近 3倍     

表面工程技术在钻井泵缸套中的应用分析

钻井泵缸套早期失效问题一直困扰着石油行业，缸套的使用性能直接影响到钻井工程的进展，泵效较低、更换维修频繁、成本增加，因此提高缸套的使用性能是一项迫切的任务，主要解决途径是采用表面工程新技术强化缸套内壁，提高其抗磨损能力，延长使用寿命。     

仿生非光滑理论在钻井工程中的应用与前景

仿生学是一门可与很多学科交叉的边缘性学科,同样与钻井工程技术的融合也将产生创新性成果.在分析仿生非光滑表面减阻、防黏和耐磨特性的基础上,将该理论引入到钻头设计中,研制仿生金刚石钻头.以蜣螂为仿生原形,设计孕镶金刚石钻头的工作层,使工作层底唇面始终具有相同的非光滑形态,始终保持高钻速和长寿命,突显出仿生金刚石钻头的高效率、耐磨和减阻特点.试验结果表明,仿生钻头较普通钻头钻速提高44%、使用寿命增加74%.此外,仿生非光滑表面结构所具有的各种特性可用于改善钻井工程中相对运动的摩擦或滑动部件的使用寿命和工作环境,如可提高钻头、钻杆接头、泥浆泵活塞和缸套的耐磨性.解决钻头泥包问题,减少螺旋钻具和冲击挤密矛头阻力等,应用前景广阔.     

抽油泵泵筒内表面渗硼组织与性能研究

采用 45钢试样 ,通过不同工艺参数、渗剂配比的渗硼热处理试验 ,得出B4C∶KBF4∶松散剂∶SiC按 1∶1∶1∶1 7配比再加 4%稀土催渗剂 ,温度为 80 0℃处理 5h的最优化泵筒内表面渗硼处理工艺。渗硼层的相组分为FeB、Fe2 B、Fe3C +Fe3(C ,B) +F ;次表层Fe2 B的硬度大于 1 2 0 0HV0 1 ,比渗碳和镀铬等常规工艺有更优良的耐磨性和耐蚀性。用最优工艺处理整筒管式抽油泵泵筒内表面 ,具有热处理温度低、工件变形小、工艺简单、易于推广等优点。482台渗硼泵的现场推广应用表明 ,油井免修期延长了 1 68天 ,累计创经济效益 390 0万元 ,具有大规模推广应用价值     

油浆泵过流部件抗磨损措施及加工方案

根据油浆泵使用特点,要求泵的过流件表面要有足够的耐磨性;阐述了Ni60合金粉末以及热喷涂技术的特点和主要工艺;延长了油浆泵的运行延寿,具有重要的实际意义和推广价值。     

激光合成金属陶瓷抽油泵柱塞耐磨减磨机理

针对抽油泵泵筒与柱塞存在着严重的磨损和腐蚀失效问题,采用激光熔覆原位合成技术,制备了耐磨减磨耐蚀的金属陶瓷TiC/Ni复合涂层。借助于EPMA分析和磨损试验,研究了Mo对TiC/Ni涂层磨损性能的影响。研究结果表明,涂层中加入5%Mo,TiC晶粒细化,组织的均匀性改善,硬度和耐磨性提高,摩擦因数降低;加入10%Mo,TiC晶粒粗大,硬度和耐磨性下降。在TiC/Ni涂层中,Mo分别与TiC相和γ-Ni相扩散固溶,在TiC颗粒周围形成(Ti,Mo)C固溶体环形相,可以提高陶瓷相的界面结合力。熔覆层的耐磨机制为增强相的抗磨作用,磨损形貌为短而浅的犁沟。     

内衬超高分子量聚乙烯油管在黄88断块的应用

管杆偏磨是影响黄88断块抽油井检泵周期的主要因素,杆柱扶正、加重等偏磨治理措施对高含水定向斜井效果不佳。为有效解决油井偏磨问题,减少维护性作业工作量,研究应用了超高分子量聚乙烯内衬油管防偏磨工艺。经室内评价和现场应用,内衬油管具有摩擦系数低、耐磨性好等优点。该防偏磨工艺在21口偏磨严重井进行了推广应用,平均延长偏磨井检泵周期2倍以上。     

新型耐磨钻井泵缸套试验研究

钻井泵缸套的早期失效主要是耐磨性不足造成的。采用新型耐磨材料与基体材料热膨胀粘合工艺,研制出高抗磨缸套,内层硬度〉70HRC。实验室试验与钻井现场应用结果表明,该缸套的磨损率是国内外高铬高碳双金属缸套的1／25;使用寿命比双金属缸套高50倍。该新型耐磨缸套适用于石油钻井等恶劣工况,能节约钻井成本、提高钻效率。     

钻井泵十字头导板的稀土孕育与快速正火处理

分析了钻井泵十字头导板的全磨涂抹拉伤的原因，提出在导板处理工艺过程中增加稀土复合孕育与快速正火处理，使灰铁石墨和共晶团各提高两个等级，使球铁的球化率和球径也各提高两个等级；断面硬度差值、疏松率、缩孔率减小；组织均匀性改善且基体组织中珠光体的数量与弥散度增加，从而提高导板的强度。韧性和耐磨性，降低缺陷率，有效抑制较高ＰＶ下的全磨涂抹拉伤。     

一种抗磨损多级圆盘泵结构设计

介绍了一种输送多相流介质的水平中开式多级圆盘泵的结构、工作原理和性能特点.主要创新之处是设计了特殊结构形式的叶轮,该叶轮盖板的内表面沿周向加工有特殊形式的“波纹”以替代普通叶轮内部的叶片,这有别于传统意义上叶片的概念.与传统多级离心泵相比,该泵具有抗汽蚀、抗磨损、适应范围广、工作平稳、无脉动等优点,将在深水钻井及海底采矿等诸多领域有着广阔的应用前景.