液压钻井泵的发展前景

<正> 在机械驱动钻机中,钻井泵是由柴油机动力机组并车后,再通过三角胶带驱动的。在电驱动钻机中,钻井泵是由一台或两台电动机通过链条驱动的。钻井泵结构有两种形式:双缸双作用钻井泵和三缸单作用钻井泵。由于三缸泵具有许多优点,目前在石油钻机中得到广泛应用。我国目前已经全部使用三缸泵,只有原苏联还生产和使用一定数量的双缸泵。     

钻井泵“同步阀”机构理论分析

钻井泵“同步阀”的提出使得以前适用于钻井泵“自动阀”的理论已不再适用。需建立一套适用于“同步阀”的理论体系，文中从推导“自动阀”运动规律的基本假设入手，运用流体力学知识，依据阀盘运动规律，推导出凸轮盘及导向杆受力，并用之解决凸轮机构各零件的强度分析及计算。     

钻井泵泵阀使用寿命的数理统计分析

用数理统计方法对钻井泵泵阀阀体、阀座的使用寿命进行了分析,得到阀体、阀座的使用寿命分布规律服从于二参数威布尔分布。认为泵阀的失效过程通常是先产生冲击疲劳磨损,后形成冲蚀破坏,整个失效过程又是以冲击疲劳为主。     

钻井泵管汇的改造方案分析

指出了现有钻井泵连接管线在安装使用中的缺点,结合当前技术水平,提出了一种新的管线结构。对新、旧结构进行了对比分析,新结构可简化安装使用程序,节约成套设备的搬安时间和费用,有较好的经济效益和社会效益。     

钻井泵泵阀关闭时冲击力的测定

通过计算方法确定钻井泵泵阀与阀座冲击力时,计算结果多不精确。提出了采用应变测试技术测定冲击力的方法。测试时,将应变片贴在阀座的4个筋板两侧面中间中性轴附近,并与阀座轴线呈45°角,筋板上的应变片串接在一个桥臂上,4个桥臂上的电阻值相等。为使阀座筋板中间截面的中性轴附近材料处于纯剪切应力状态,加工时使阀座导向套上端面高出筋板上表面0．5－1mm,使阀体下落时仅与导向套上表面接触。测试结果表明,电测方法对测定泵阀关闭时的冲击力是可行的。     

1300HP五缸钻井泵机组设计

随着石油钻井装备的发展,车装钻机以其移动性强、性能先进、适用范围广、现场安装方便等优点等在油田得到广泛应用,尤其是3000~4000m车装钻机已经或即将成为我国4000m以下钻井施工主力钻机。所设计的1300HP五缸钻井机泵机组采用柴油机和液力传动箱驱动五缸钻井泵,具有排量覆盖范围广、操作控制灵活、整机移动安装方便的特点,该产品的研制成功将为我国大型车装钻机提供理想的配套装备。     

钻井泵的MATLAB动力学分析

利用复数建立了钻井泵动力学矩阵模型,编制了相应的M函数仿真模块,应用MATLAB中的Siumlink仿真,得到了钻井泵机构运动副的约束反力或力矩,对钻井泵机构进行动力学求解,为钻井泵机构选型奠定了基础。     

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。     

可拆式钻井泵双金属缸套

介绍一种可拆式钻井泵双金属缸套的结构、技术参数、受力分析及现场应用情况。     

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。     

恒流量往复泵泵阀工作理论研究

泵阀是往复泵的关键部件，对恒流量往复泵的性能有着重要影响。由于泵阀的工作过程极其复杂，一般不能用简单的方法来反映其运动规律，在忽略阀盘质量的 情况下，分别建立了在稳定状态下，非稳定状态以及是否考虑魏斯特法尔现象时阀盘运动微分方程，并给出了其解析解，分析了阀盘运动位移，速度和加速度变化规律。     

往复泵泵阀强度计算

泵阀是往复泵的重要组成部件,也是往复泵中最重要的易损件之一,其设计质量直接影响泵的工作性能和使用寿命。对往复泵泵阀进行受力分析,借助工程软件Pro/E Wildfire,完成往复泵泵阀的三维建模,并进行泵阀的运动仿真。将模型导入ANSYS有限元分析软件对其进行应力分析,校核泵阀的强度,为最终的优化设计提供参考依据。     

直线电机采油泵存在的问题及改进措施

直线电机可以直接驱动设备做直线运动,不需要传动转换装置。将直线电机与抽油泵结合起来置于井下工作,有利于提高系统效率和节能。为此研制了直线电机抽油泵。通过现场试验和调研,对比不同单位的试验结果,发现了现有系统存在的问题与不足,提出了改进措施。     

抽油泵游动阀改进设计

针对抽油泵上游动阀罩由于阀球在出油室内频繁磨损以及来自管杆柱的交变载荷和高速、高压液流的冲击而导致疲劳断裂的情况,对游动阀结构进行了改进,去掉上游动阀的阀球、阀座和压阀接头,重新设计无阀上罩,并串连一个下游动阀,将上游动阀罩改为分体式结构。理论计算和现场应用表明,改进后的游动阀抗冲击、抗拉和抗扭性能明显提高,综合力学性能增强,延长了抽油泵使用寿命。     

旋转浮阀塔板的流体力学性能研究

在内径600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对旋转浮阀塔板的流体力学性能进行研究。测定了塔板压降、漏液量和雾沫夹带等流体力学性能参数,并与F1型浮阀塔板进行对比。实验结果表明,旋转浮阀塔板的关闭平衡点的阀孔动能因子(F0)比F1型浮阀塔板约高3.70%,开启平衡点的F0比F1型浮阀塔板高3.54%;当F0大于关闭平衡点而小于开启平衡点时,旋转浮阀塔板的压降和F1型浮阀塔板压降基本相同;当F0大于开启平衡点时,旋转浮阀塔板的压降比F1型浮阀塔板高3.79%～9.73%;旋转浮阀塔板的漏液分率比F1型浮阀塔板约低21.19%;旋转浮阀塔板的雾沫夹带率比F1型浮阀塔板低50%以上;旋转浮阀塔板的操作弹性大于F1型浮阀塔板。     

盘阀在Shell煤气化中的应用

Shell煤气化(SCGP)技术中采用进口球阀作为锁煤、锁渣、锁灰阀(锁斗阀)及平衡阀,存在易卡死、易磨损、寿命短等缺点,不能长周期运行,直接影响了整个煤气化装置的可靠性及经济效益。锁斗阀和平衡阀的另一种选择——盘阀,在以往煤气化项目中作为进口球阀的备阀被局部应用,取得了令人满意的效果。详细阐述了盘阀的工作原理、结构及特点,介绍了盘阀在甲醇项目中的具体应用情况。     

转阀换向2台油泵驱动的液压三缸往复泵设计

针对现有的液压往复泵在换向时存在冲击问题和排量及压力的波动问题 ,提出了一种全新思路的三缸单作用液压往复泵 ,该泵采用匀速转动的转阀取代传统的液压换向阀 ;采用 2台独立的液压油泵分别用于吸入和排出冲程 ,即一台给液压缸没有活塞杆的一端供油 ,另一台给液压缸有活塞杆的一端供油。新型液压往复泵可以有效降低系统的冲击 ,完全可以实现恒排量。最后指出该泵设计时应注意的问题 ,包括应使用变量液压油泵 ,泵液压采用立式结构 ,使用HSG系列工程液压缸 ,采用外啮合齿轮传动以及采用变频调速控制等。     

各类井下安全阀系统的特点及安装设计概述

本文根据十几年来在渤海5个油气田共约130口井完井和生产过程中,同国外主要安全阀制造厂家进行技术交流所积累的技术资料,及在这些油气田使用各类安全阀过程中积累的实践经验,在查阅有关管理和技术标准的基础上,对井下安全阀使用方面的有关作法、标准,各类安全阀的特点和选择及其在海上油田的一些使用情况进行了总结。它可使有关人员在短时间内了解和掌握井下安全阀使用方面的知识,并根据油田的实际情况设计和选择合适的井下安全阀系统。     

基于相关系数的连续波发生器转阀优化设计

在连续波发生器转阀设计中,仅以转阀的最大、最小通流面积为设计指标所得到的压力波信号畸变很大,不适合作为连续波信息传输的载波。为解决该问题,在最大、最小通流面积设计准则的基础上提出了相关系数最大的设计准则;建立了底边为直线的梯形阀口转阀通流面积的参数化计算模型;根据提出的设计准则建立了转阀阀口形状的优化模型。优化结果表明:该优化模型可以获得较理想的正弦波压力信号。为减少加工难度,对转阀的设计参数进行取整,并分析了参数取整对压力波信号特性的影响。     

旋转浮阀塔板的气含率分布研究

在内径为600 mm的旋转浮阀塔内,以空气-水为介质,采用电导法对塔板上气液两相接触区域中的气含率进行测试,研究了气相和液相负荷对气含率在板上分布的影响。实验结果表明,增加气相负荷使气含率明显变大,增加液相负荷使气含率明显变小;随板上高度的增加,气含率逐渐增大,且分布趋向均匀,并在板上高度为30 mm左右时有一个气含率突高点。旋转浮阀塔板的气含率轴向分布较F1型浮阀塔板均匀,板上高度大于40 mm时气含率径向分布明显比F1型浮阀塔板好,且旋转浮阀塔板的气含率分布受液体喷淋密度和空塔气体动能因子的影响较小。