同步器磨损失效过程及机理研究

采用CF-4 15W/40发动机油,在自行研制的WS2001变速箱同步器油品适应性评定试验台上对同步器发生磨损失效的过程进行研究,通过分析变速箱同步器的换挡特性曲线、摩擦因数与换挡次数的关系曲线,以及观察试验前后摩擦副的表面形貌,探究同步器磨损失效的机理。结果表明:随着换挡次数的增加,换挡位移急剧增加,换挡拨块磨损加剧,难以压紧结合套与锥体,导致同步器失效;在换挡过程中,摩擦副表面不断被磨损而出现新的接触面,摩擦因数变化较为平缓,摩擦力矩保持较好,但油品不能在摩擦副表面形成稳定或足够强度的表面膜,引起摩擦副磨损;发生磨损失效的试验件均出现较大的磨损,试验后铜滑块上可见明显的磨损面和磨损卷层,锥体表面出现划痕,同步环表面存在剥落情况。     

采气闸阀密封面喷焊工艺及性能

采气井口闸阀在含硫天然气介质中工作，密封面失重腐蚀、应力腐蚀及磨损是其主要失效形式。采用2Cr13钢为基体，用氧－乙炔火焰喷焊工艺在阀板、阀座密封面上喷焊镍基自熔性合金粉末，可获得性能优良的表面防护层。喷焊层抗摩擦磨损及磨粒磨损性能与镀硬铬件相同；在5％和10％H2SO4恒温溶液中的腐蚀速率分别是镀铬件的1／14和1／16，具有优良的抗蚀性；喷焊层抗拉强度为218～294MPa，与基体的结合强度相当，完全满足采气闸阀密封面的使用要求。     

等离子喷焊技术在钻杆接头修复中的应用

等离子喷焊技术，被广泛用于改善机械零件的表面性能、增加表面的硬度和耐磨性。四川石油管理局川南矿区地处山区，所钻气井一般深为3500m，岩层复杂坚硬，钻具磨损严重。用等离子喷焊技术修复钻杆接头，在钻杆接头外表面上喷焊一道宽为40mm、硬度为45~55HRC的金属保护环带，可提高接头的使用寿命。采用该技术喷爆的近1000只接头，经7口井试验及几年来的使用证明，使用寿命延长了一倍以上。保护环带被磨损后，还可以在原位置重新喷焊2~4次，从而进一步提高接头使用寿命。     

30CrMo光杆断裂失效原因分析

通过断口分析、显微组织观察、硬度分析和力学性能试验对发生断裂的喷焊光杆的断裂原因进行了分析。分析结果表明,光杆杆体采用30CrMo合金钢制造,杆体的理化性能符合SY/T 5029—2013标准的要求,但光杆喷焊层的硬度低于SY/T 5029—2013标准的要求。由于喷焊层下杆体表面硬度较低和喷焊层厚度较薄,疲劳裂纹在喷焊层与杆体外表面的界面处萌生,并在使用中逐渐扩展,从而导致喷焊光杆发生了早期疲劳断裂。建议改进喷焊光杆热处理工艺和喷焊工艺,预防此类失效事故的发生。     

双螺杆多相混输泵的技术改进

双螺杆多相混输泵在使用中存在泵体及螺旋套磨损快、油封处漏油、泵的使用寿命短等情况。为此 ,通过改换螺旋套及主、从动轴材质 ,以及对螺旋套耐磨性差 ,主、从动轴油封处磨损快 ,泵体“8”字孔表面处理 ,优选机械密封和混输泵流程等方面进行技术改进 ,提高了双螺杆多相混输泵的泵效和使用寿命。经改进后 ,螺旋套的寿命由原来的 70 0h提高到 70 0 0h ,泵体“8”字孔的表面硬度达到 10 0 0～ 12 0 0HV ,混输泵已运转 6 0 0 0h以上 ,使用效果良好。     

压裂泵柱塞密封副研究

对压裂泵柱塞密封副失效原因进行了分析研究,对密封圈进行了有限元计算分析,在此基础上,对密封圈的材料和结构进行了改进设计。通过 磨损,对柱塞表面强化材料进行了筛选,制订了相应的柱塞表面强化工艺。．     

水平井投球滑套密封结构研究

水平井分段压裂完井技术的核心工具之一是投球滑套。滑套在坐封面常出现球座表面被压溃而造成密封失效。为了有效解决投球和球座间的密封失效问题,基于Hertz接触理论,推导出适用于投球滑套的最大接触压力及接触长度的理论公式,并提出一种新型投球滑套密封结构。利用ABAQUS分析软件对比分析了常规和新型投球滑套密封结构在相同条件下的接触压力分布规律,研究了不同坐封力下投球与球座间的接触压力和Mises应力分布规律。研究结果表明,新型密封结构的表面接触压力由1 082 MPa减至976 MPa,降低了球座被冲蚀压溃的风险;球座接触面长度由1.37 mm增至1.76 mm,增大了接触面的接触面积,提高了投球滑套密封可靠性。     

提高泥浆泵拉杆盘根的耐磨性

<正> 泥浆泵的工作寿命和大修周期,主要取决于泵液力端往复滑动密封副——包括拉杆和拉杆盘根的工作时间。 在拉杆盘根摩擦部位接触应力过高,润滑液膜遭到破坏和接触应力按密封长度分布不均等所造成的恶劣工作条件是拉杆盘根严重损坏的原因。其结果在摩擦表面上产生很高的温度(如在本实验中达400℃或更高)。高温对橡胶件来说是非常有害的,因为在现代的工业实践     

基于ANSYS抽油泵筒-柱塞摩擦副磨损规律分析

针对缺少在模拟工况下对抽油泵摩擦副进行优化分析的现状,研究了抽油泵泵筒-柱塞摩擦副在模拟工况下的磨损状态,建立了泵筒-柱塞模型,设计正交试验研究了摩擦副在不同配合间隙下,不同因素水平对其磨损状态的影响程度,确定了磨损最优的因素水平组合。研究结果表明:摩擦副的配合间隙越大,其摩擦应力和磨损体积均显著增大,配合间隙减小后,整体磨损体积减小了10.05%且磨损状态有所改善;当单边间隙为0.05 mm时,60 s内泵筒涂覆层表面磨损体积为0.184 13~0.376 83 mm³,当液体压力为10 MPa,涂覆层硬度为1 150 MPa,抽油杆冲程为300 mm,液体润滑摩擦因数为0.11时,摩擦副减摩抗磨效果最好。所得结论可以为抽油泵的合理选用提供技术指导。     

新型非密封滑动轴承牙轮钻头的试验研究

密封滑动轴承牙轮钻头的密封圈工作条件恶劣,极易损坏;密封圈占据了轴颈的一部分空间,使钻头承载能力减小,这些都降低了钻头的使用寿命。通过滑动轴承失效原因的分析,提出非密封滑动轴承牙轮钻头的轴承表面应采用硬度大、热稳定性好的材料,轴承摩擦副应采用硬-硬配对方式。经过对WC-Co类硬质合金材料力学性能和摩擦学性能分析,用新的轴承结构解决了硬质合金脆性问题,并研制出新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头。室内试验表明,硬质合金摩擦副具有良好的抗磨粒磨损能力,可用于牙轮钻头非密封滑动轴承的滑动表面。现场初步试验证明,新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头具有良好的应用前景,是发展高速滑动轴承牙轮钻头和小尺寸滑动轴承牙轮钻头的有效途径。     

往复泵偏置式曲柄滑块机构的运动和动力分析

为了了解偏置结构的性能特点和提高往复泵的设计水平 ,探讨了偏置对曲柄滑块机构的运动和动力的影响。阐述了偏置式和对心式 2种结构的基本特点 ,通过图解和计算分析了偏置对冲程长度、柱塞吸入和排出速度、连杆传力性能及十字头对导板正压力的影响 ,得出正偏置可以提高连杆传力性能 ,降低十字头对导板正压力的结论。采用正偏置结构设计的SPMTWS6 0 0S型柱塞泵在油田使用效果很好     

钻井泵十字头表面耐磨性增强技术及对比分析

钻井泵的十字头易磨损失效,目前主要采用表面改性技术来提高其耐磨性能。针对巴氏合金浇注、电弧喷涂、等离子喷焊和高速激光熔覆4种表面改性技术,从磨损机理、涂层结合强度、涂层材料及质量等技术角度对其进行对比分析。分析结果可为钻井泵十字头的表面耐磨技术评价体系建立及其应用提供参考。     

一种新型全浮动往复泵介杆密封装置

往复泵介杆处是个关键密封部位。为此，提供了一种新型全浮动往复泵介杆密封装置，这种介杆密封装置在工作中可随介杆自动调整中心，使介杆油封中心线与介杆中心线始终保持一致。现场使用证明，这种介杆密封装置能有效地防止介杆油封的偏磨，从而可延长油封使用寿命，增强密封效果。     

连续抽油杆导向扶正装置

针对钢质连续抽油杆在部分高矿化度、高含水油井与油管间的偏磨现象突出,而采用普通抽油杆连接抗磨幅防偏磨技术又无法适应连续抽油杆无接箍和螺纹设计的问题,研制出连续抽油杆导向扶正装置。该装置通过上、下接头连接在偏磨井段的油管柱上,使钢质连续抽油杆与导向扶正装置内导向轮接触,将杆管间的滑动摩擦变为抽油杆与导向轮之间的滚动摩擦,避免抽油杆与油管之间直接接触发生相对运动,达到扶正杆柱和延长钢质连续抽油杆使用寿命的目的。160余口井的试验应用情况表明,该装置下井施工成功率100%,平均检泵周期延长180d,悬点载荷减少12.5%,经济效益和社会效益显著。     

可调偏调斜井口光杆密封器的研制

普通井口光杆密封器不具有调偏和调斜功能 ,若抽油杆柱在上下往复运动过程中与密封器主体偏斜 ,将使密封圈偏磨 ,密封效果降低 ,密封圈的寿命缩短。鉴于此 ,研制了一种新型可调偏调斜井口光杆密封器。这种密封器在上、下法兰之间增加了调节盘和垫圈 ,调节盘和垫圈之间为球面接触 ,中心管和上法兰之间有环行空间 ,在压套和调节螺母之间加了推力轴承 ,能够调斜和调偏。现场试验表明 ,这种密封器能有效地减小密封圈偏磨 ,增强密封效果 ,密封圈的寿命提高 4倍以上 ,减轻了工人的劳动强度 ,经济效益显著。     

抽油光杆密封圈磨损机理及跟踪式抽油光杆密封器

抽油光杆工作时对采油井口中心产生的不定向周期性偏摆,使当前所用的固定式抽油光杆密封器中的橡胶密封圈受附加挤压力,导致橡胶偏磨和老化,进而使密封圈失效。依据跟踪原理研制出以高压胶管为挠性件的跟踪式光杆密封器,现场试验表明,这种密封器可使密封圈寿命提高5～10倍,悬点载荷降低2.1％,采油时率提高3.5％。     

柱塞火焰喷涂工艺与设备

粉末火焰喷涂是一种基本的热喷涂方法 ,它利用了气体燃烧火焰为高温热源的特点 ,将耐蚀、耐磨性能均较强的自熔性合金粉末喷向金属工件 ,在工件表面形成一定厚度的保护层 ,以提高工件耐腐蚀、耐磨损性能。在抽油泵柱塞表面实施喷涂工艺 ,可显著地提高其使用寿命。其工艺流程为表面预处理、预热、预喷粉、喷粉、重熔、热校直等 ,主要设备有表面清理设备、喷涂机床、喷涂枪、重熔枪、热校直机等。     

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。     

LD—90螺旋槽端面密封在冷冻机上的应用

分析了５号冷冻机原机械密封磨损、泄漏严重、使用寿命短的原因，改用流体动压非接触式螺旋槽端面密封后，达到了无泄漏、无磨损、可靠性高及寿命长的良好状态，保证了机组的正常运行，取得了显著的经济效益。     

组合密封在砂泵中的应用

针对在用砂泵普遍存在轴封泄露和盘根磨损快的缺点，提出了一种新型砂泵密封方式，即组合密封。它是在衬套和填料箱内分别安装辅助叶片和柔性石墨盘根，共同完成砂泵在动、静2种状态时的密封。现场试验证明，组合密封具有性能可靠、使用寿命长、维修方便等优点。