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.     

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。     

往复泵锥形阀结构优化设计方法

1泵阀结构优化设计数学模型阀体结构如图1所示。在阀体结构中,阀盘大径d1、阀盘小径d2和阀盘锥角α是三个最重要的结构尺寸参数,它们不仅决定了阀体厚度和密封面长度,而且还决定了阀关闭时与阀座接触区域的大小,进而影响到阀面上各点应力的大小。根据阿道尔夫理论,若能减少阀体     

往复泵汲液过程的动态数值模拟研究

运用数值计算方法对往复泵汲液过程进行了动态模拟,研究了泵阀的运动规律和阀隙流体的流动。通过模拟获得了泵阀升程、速度等运动规律,同时分析了魏斯特法尔现象的影响,指出了往复泵阀运动规律推导过程及开启滞后角定义中存在的问题。模拟结果表明,当不考虑排出阀的关闭滞后、液缸未充满、液体含气、机械传动机构的间隙等影响时,往复泵阀开启时几乎无滞后,由液体压缩性引起的滞后角很小;魏斯特法尔现象影响阀关闭时的滞后升高,但不影响阀开启的滞后角;切向冲刷作用是造成泵阀密封圈破坏失效的主要原因。     

往复式钻井泵旋转阀盘及其特性分析

针对往复钻井泵泵阀的主要破坏形式为冲蚀磨损和磨料磨损的特点，研制了一种可作二维运动的旋转阀盘。这种阀盘可有效地自行研磨工作面，使泵阀的寿命提高３倍以上。对其特性进行理论分析后认为，只有合理地设计叶片的进、出口结构角及叶片形状，才能充分发挥这种阀盘的优点和特性。     

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。     

杆式抽油泵泵阀密封性浅析

根据抽油泵泵阀的阀座和阀球的工作特点,对阀座锥角部分进行定性、定量分析,列出其几何性和密封性的计算公式,为泵阀设计计算提供理论依据。     

往复泵泵阀参数的计算

合理的往复泵泵阀设计应同时满足泵阀无冲击，阀隙液流流速Ｖｘ不大于其许用值〔Ｖｘ〕，阀盘直径ｄｖ不大于其许用值〔ｄｖ〕这三个条件。讨论了泵阀参数间的关系，建立了最高往复泵冲次和最大阀盘的最大升程的计算方法，并进行了实例计算。     

钻井泵阀弹簧刚度对阀部件工作影响的研究

乌拉尔重型机器制造厂曾对确定钻井泵泵阀弹簧的最佳性能进行了研究,以使阀在无冲击条件下工作时有最小的阻力损失H,从而通过阀隙的液流流速最小,减小阀盘与阀座的冲蚀磨损。     

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。