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。     

钻井泵泵阀压力参数在线测试技术研究

泵阀是钻井泵的重要部件，通过压力参数的在线测试，可以监视泵阀的运动工况，文中介绍了泵阀压力测试的基本原理，方法，测试了泵阀的吸入管、液缸、排出管在不同载荷下的压力对研究泵阀的直实动力提供了可靠的数据依据。文中分析了压力和压差、压力与载荷等相互关系，都是同泵阀的实际运动情况相一     

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。     

钻井泵泵阀试验台设计

系统地阐述了钻井泵泵阀试验台的设计指导思想和设计方案的确定依据,并介绍了试验台系统压力的调节方法和计算公式。试制的实验室用泵阀试验台为深入开展钻井泵泵阀的理论研究创造了条件。     

钻井泵泵阀失效的故障树分析

运用系统可靠性分析的基本原理，把泥浆与泵阀看作一个开式的摩擦学系统，采用故障树分析法，建立了钻井泵泵阀失效的故障树；分析了钻泵泵阀失效的各种原因及影响因素，进行了定性分析和定量计算，并对其结果进行了讨论。     

钻井泵泵阀与阀座间的接触应力分析

在分析钻井泵泵阀与阀座间的接触应力时 ,在泵阀与阀座接触面上引入了接触单元并建立了接触模型 ,计算时采用有限元分析软件 ,将接触单元划分为网格 ,定性地分析了接触应力的分布规律。分析表明 ,阀座的变形首先从接触锥面的下半部分开始 ,逐渐向两侧扩展 ,较大的综合应力出现在阀座的右上角及阀座通孔上部的三分之一处 ;阀座接触锥面的两端接触应力较大 ,最大点出现在锥面下端 ,在中间部位呈线性分布     

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。     

钻井泵开启和关闭瞬时水击压力计算

运用瞬变流理论对开启和关闭钻井泵过程中井筒内产生的水击压力进行了分析.重点介绍了特征线法对井筒水击压力进行数值求解的过程,并结合常规钻井时的初始条件、边界条件进行了实例计算,计算结果表明,在开启或关闭钻井泵时,钻井泵的流量增大或减小到一个稳定值都需要一段时间,这段时间越长,产生的水击压力越小.这对现场钻井施工有一定的参考价值.     

3NB－1300C型钻井泵阀箱开裂原因及预防措施

５１台在用的３ＮＢ－１３００Ｃ型钻井泵在使用３０００～５０００小时后，即有１１台共２５只阀箱在相同部位相继出现开裂。在分析导致开裂的主要原因之后，提出了加强使用、维护管理，限期强制大修和采用新型定位板等预防措施。定位根选用强度、硬度较低的材料制成，成为先于阀箱破坏的易损件，使问箱得到保护。定位板结构的改进，又增大了与问箱的接触面积，进而减小了冲击应力。网箱开裂近期再未重现。     

3NB－1300C型钻井泵阀箱开裂原因及预防措施

５１台在用的３ＮＢ－１３００Ｃ型钻井泵在使用３０００～５０００小时后，即有１１台共２５只阀箱在相同部位相继出现开裂。在分析导致开裂的主要原因之后，提出了加强使用、维护管理，限期强制大修和采用新型定位板等预防措施。定位根选用强度、硬度较低的材料制成，成为先于阀箱破坏的易损件，使问箱得到保护。定位板结构的改进，又增大了与问箱的接触面积，进而减小了冲击应力。网箱开裂近期再未重现。     

钻井泵阀冲击力的应变测试方法

介绍了在泵阀试验台上,采用应变测试技术测试泵阀关闭时冲击力原理和方法以及部分测试结果,通过测试表明,泵阀关闭时的冲击力可以通过电测的方法得到,而避免了采用脱离实际的纯理论分析和计算.     

钻井泵压力及阀体位移规律的微机测试系统

钻井泵阀工作性能的好坏直接影响钻井作业能否顺利进行。为对钻井泵阀的运动学和动力学性能进行研究，建立了由计算机、传感器、信号放大器、激光器、A／D接口等组成的微机测试系统。介绍了钻井泵压力、阀体位移规律及活塞死点的在线测试原理和方法；同时介绍了位移传感器的制作原理和方法，以及对测试信号进行滤波、放大的处理手法，最后给出了实测曲线。对这种测试系统稍加改造，即可用于对钻井泵进行故障珍断等方面的研究。     

钻井泵阀运动对排量的影响

在分析钻井泵的排量不均度及钻井泵阀运动规律的基础上, 给出了阀盘上升和下降时的位移表达式。根据水力学的连续原理, 推导了进入排出空气包的液体流量公式, 指出泵排出液体的量由２ 条正弦曲线和１ 条余弦曲线叠加而成。实例计算表明, 考虑泵阀运动对排量的影响,使用小直径缸套时, 泵的排量不均度提高了５ 倍。建议尽可能减小阀盘直径和运动速度, 并尽可能使用大直径缸套。     

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。     

钻井泵阀位移测试系统及位移测试

在研究钻井泵阀的运动规律时，为了避免因纯理论的推导而得出不切实际的结论，在泵阀试验台上采用自行设计的测试系统，对泵阀位移及运动规律进行了测试。通过测试和分析，得出了泵阀关闭速度与泵压基本无关、泵阀关闭时的冲击能较小的结论。实践表明，泵阀位移及运动规律的测试精度能满足理论分析的要求。     

钻井泵泵阀及缸套表面的增碳－钒化处理

针对钻井泵泵阀与缸套的侵蚀－三体磨料磨损导致拉伤、冲蚀成洞、刺成小道的失效形式，提出了对缸套、阀体及阀座工作面进行增破－钒化的处理措施。对２０号钢、２０Ｃｒ钢和２０ＣｒＭｏ钢工件，先渗碳，以增加其表面碳浓度，然后进行钒化处理，由于形成的细小ＶＣ硬质相弥散分布于基体，工件表面一定层深的硬度显著提高，耐磨耐蚀性能大为改善。试验表明，钻井泵泵阀和缸套经增碳－钒化处理后其使用寿命显著延长。     

钻井泵泵阀及缸套表面的增碳－钒化处理

针对钻井泵泵阀与缸套的侵蚀－三体磨料磨损导致拉伤、冲蚀成洞、刺成小道的失效形式，提出了对缸套、阀体及阀座工作面进行增破－钒化的处理措施。对２０号钢、２０Ｃｒ钢和２０ＣｒＭｏ钢工件，先渗碳，以增加其表面碳浓度，然后进行钒化处理，由于形成的细小ＶＣ硬质相弥散分布于基体，工件表面一定层深的硬度显著提高，耐磨耐蚀性能大为改善。试验表明，钻井泵泵阀和缸套经增碳－钒化处理后其使用寿命显著延长。     

三缸泵液力端水击现象的缸外监测

根据钻井作业中三缸钻井泵液力端水击现象对钻井泵的危害，以及现场对钻井泵内的水击现象监测手段落后的情况，探讨了用振动加速度时域信号分析水击状况的可行性。实验表明，使用压电加速度计对三缸钻井泵液力端水击现象实施缸外监测是可行的，并找到了发生水击压力脉冲的规律，即在活塞的一个压缩冲程中，信号示波表现为：加速度信号变化四次，具有三大一小的峰值特征，据此判断两个大峰前吸入压力曲线末端的小峰必为水击压力脉冲。     

SL3NB—1300钻井泵泵头的合理修复工艺

针对SL3NB— 130 0钻井泵前、后缸的损坏形式 ,提出 4种修理方案。通过比较 ,采用CO2 气体保护堆焊修理该型泵前、后缸 ,施焊条件大大改善 ,收到显著效果。由现场试验得知 ,焊层与工件本体结合的质量主要取决于工艺参数的选择与匹配。如采用H0 8Mn2SiA的1 6mm焊丝时 ,选用电弧电压 2 1～ 2 2V ,焊接电流 160～ 180A ,送丝速度 14～ 2 4m /h ,CO2 气体流量 8～10L/m ,焊层硬度一般达到 2 80～ 30 0HB ,其加工性能类似于调质中碳钢 ,有利于提高加工表面粗糙度和焊层表面耐磨性。与手工电弧焊比较 ,采用本工艺可节电 36% ,节约材料费 30 %～ 4 0 % ,综合成本下降 37%～ 4 2 %。     

钻井泵阀隙钻井液流速分布初探

依据工程流体力学的理论，提出了钻井泵阀隙流场的概念；分析了泵阀流场变截面、窄缝隙及钻井液流速随时间和空间位置变化的特点；建立了间隙钻井液流速分布的简化数学模型。通过计算，得到了问隙钻井液流速沿泵阀密封锥面母线方向和在任一截面上随曲柄转角的变化规律。对泵阀间隙钻井液流速分布规律的分析认为，当间盘处于＂跳升＂段和问隙较小时，钻井液对问座和间盘产生剧烈的冲刷作用。