一种新型泥浆泵活塞结构

泥浆泵中的各种密封件都在含有大量磨励性颗粒的高压液体中工作,最容易损坏,是泥浆泵的薄弱环节,尤其是活塞。泥浆泵活塞的一般结构是在金属活塞芯子的两端套上略带锥度的天然或人造橡胶皮碗(以下简称“皮碗”)。皮碗的底部靠住活塞芯子法兰,唇部面向工作液承受泵压,于是向外膨胀,首先使唇部、然后是全身贴紧在缸套内壁上,起到密封作用。芯子法兰直径比缸套内径略小,故法兰与缸壁之间有一环缝,使两者在相对运动中没有摩擦。由     

泵缸套活塞摩擦机理研究获可喜进展

<正> 从最近召开的第三次摩擦磨损年会暨学术交流会上获悉,出四川石油管理局和西南石油学院组成的摩擦磨损研究组,经过三年多的努力,已在泥浆泵缸套和活塞的摩擦机理研究方面取得可喜进展。通过单因素试验、摩擦副跟踪测试、活塞接触密封区试验和铁谱分析等,取得了一些新的理性认识,掌握了某些因素的变化关系量值。     

泥浆泵活塞的密封性能试验

泥浆泵活塞和一般机械零件一样,其使用寿命取决于工作条件所确定的磨损形式。搞清楚活塞的密封性能,对于了解活塞缸套副的磨损机理,以便在试制新型活塞时,充分考虑影响其工作性能的各种因素,具有重要意义。     

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     

国外在泥浆泵易损件方面的几项试验研究

泥浆泵工作时,泥浆泵压力的交变载荷使活塞皮碗内部产生相应的应力,是造成皮碗损坏的主要原因之一。 采用偏振光方法在以旋光材料制成的平面模型上进有了试验,测定活塞皮碗上应力的分     

F—2200HL钻井泵易损件可靠性试验研究

针对F—2200HL钻井泵在油田工业性试验中暴露出易损件使用寿命不稳定的问题,为进一步改进设计,对该型钻井泵进行了1309h的厂内模拟油田工况台架运转试验,主要是对泵柱塞盘根、活塞缸套、阀总成、密封件等进行多方案的可靠性试验。结果表明,研制的缸套活塞结构可以用于52MPa以上工作压力的往复泵;双金属缸套活塞组成的密封副是最佳密封结构,陶瓷缸套耐磨性很好,但其组成的密封副结构并非最佳密封结构;泵阀胶皮损坏导致阀体、阀座刺漏是泵阀总成失效的主要形式,提高阀胶皮质量是延长泵阀使用寿命的关键。     

仿生凹坑形钻井泥浆泵活塞磨损寿命试验

为提高泥浆泵活塞使用寿命,模仿自然界生物体表形态,在现有泥浆泵活塞表面设计加工凹坑形仿生单元体,在相同的台架试验条件下,对比研究BW-160型泥浆泵仿生活塞与标准活塞磨损寿命情况。结果表明,凹坑形仿生泥浆泵活塞可以显著提高使用寿命,对于BW-160型活塞,仿生单元体可提高活塞寿命至原来的2.19倍;活塞表面的凹坑形结构参数对活塞寿命具有显著影响,凹坑直径、凹坑中心夹角和凹坑深度对活塞寿命的影响依次减小;凹坑直径选取不宜过大或过小;活塞寿命随凹坑中心夹角缩小而增大;凹坑深度较大时,活塞寿命提高较多。分析仿生活塞耐磨机理发现,凹坑形仿生单元体的存在能改变活塞受力情况,增大润滑液存储空间,改善界面润滑条件,降低摩擦副摩擦阻力;同时还能容纳部分磨损磨粒,避免其对摩擦副产生再次刮划。对试验结果进行现场钻井验证试验,对于F1300型活塞,凹坑形仿生活塞与标准活塞相比,寿命提高了93%。     

泥浆泵活塞接触密封区试验

为了解泥浆泵活塞在不同工作压力下,活塞密封区接触面积的大小和位置与泵压的关系,特做本试验,试验结果画出了关系曲线,同时也分析了活塞失效形式。进而提出活塞制造时,应有高、低压之分,分别用于高、低压工况;并对活塞的几何形状也提出些看法,为设计新型活塞提高活塞寿命无疑是很有益的。     

聚氨酯橡胶组装式泥浆泵活塞的初步试验

一、前言 活塞是石油钻井泥浆泵中一种重要的密封元件。目前国内大量生产的丁腈橡胶整体式活塞使用寿命比较短,一般在100小时左右。 为了探索有效地延长泥浆泵活塞使用寿命的途径,从1973年起,我们在南京橡胶厂的大力协作下开展丁对聚氨酯橡胶组装式活塞的研究试验工作。     

用吸入空气包提高泥浆泵的吸入性能

<正> 要充分利用往复式泥浆泵可供使用的水马力,它就必须能在额定速度下工作而不产生水击。水击会降低泥浆泵的效率和缩短泥浆泵易损件的使用寿命。 利用大气压力、泥浆静压力和灌注泵压力的泥浆泵吸入系统可以为泥浆泵提供稳定的液流。但是,由于活塞速度不是恒定的,因此,泥浆泵的吸入流量也不是恒定的。     

三缸单作用泥浆泵液缸密封部位的改进

<正> 一、改进目的 改进液缸密封部位的目的是为了提高3N B—800及3N B—1000泥浆泵的修理质量,减少因泵质量问题而造成的停钻时间,实现喷射式钻井(泵压达到19.6MPa)。 三缸单作用泥浆泵具有“短冲程、高冲数”的特点,从而减小了泵的体积,降低了单位功率重量。与双缸双作用泥浆泵比较,还具有单作用活塞结构便于维修、冲洗摩擦面和避     

一种能控制钻压同时又能保护钻柱的平衡器

<正> 美国Oncor有限公司研制成功一种液动的、比较准确地控制钻压的平衡器(见图)。该平衡器不需要辅助设备或增加钻机功率,因为它是靠有效的泥浆泵压力进行工作的。泥浆泵压力作用于平衡器内的活塞面上,在钻头和钻铤之间形成动态液力联接,这种联接既可阻止钻头载荷发生变化,又可消除钻头所产生的具有破坏性的力。如果不消除这种力,就会损坏钻柱和钻头。     

川南矿区泥浆泵易损件的消耗情况及在使用中提高其寿命的措施

<正> 钻井泥浆泵在高压情况下输送泥浆,且泥浆粘度高、含砂量高,有时还具有腐蚀性,其工作条件极为恶劣。因此,泵的活塞与缸套、阀体与阀座、拉杆与盘根这三对作相对运动的密封件很容易损坏。这三对密封件就是人们通常所说的泥浆泵易损件。在一般情况下,易损件的寿命反映泥浆泵的工作质量。实践证明,泥浆泵的工作质最直接影响钻井的速度、质量     

2MPS2500型螺杆混输泵机械密封的改进

1 技术讨论2 0 0 2年 1月 ,胜利油田临盘采油厂的一台2ＭＰＳ2 5 0 0— 4 0ＭＷ 4型双螺杆泵 ,机械密封泄漏严重。该泵所配密封为大弹簧式、非平衡型密封 ;动环采用镶嵌硬质合金 ,静环为浸呋喃石墨 ,动环与轴采用Ｏ形胶圈密封 ,静环与压盖也采用Ｏ形胶圈密封。密封损坏的原因有 :①摩擦副采用硬质合金 石墨 ,密封效果较好 ,但对于油、气、砂混输泵 ,由于介质含有颗粒杂质 ,故摩擦副磨损较快 ;②采用大弹簧结构 ,压力沿圆周方向分布不均匀 ,密封在旋转过程中出现偏磨现象 ;③密封端面比压过大。根据密封转速ｖ =4ｍ/ｓ ,弹簧比压 ｐｓ应为 0…     

泥浆脉冲发生器活塞压力平衡装置的研究与优化设计

通过分析泥浆脉冲发生器活塞往复运动密封机理,综合考虑直径、行程和性价比,压力平衡装置选用O型密封圈作为往复运动密封;设计了活塞与活塞缸之间、活塞杆与活塞之间的密封结构。通过建立压力平衡装置的静态与动态力学模型,分析影响活塞移动的因素和井下工作的运动规律,为压力平衡结构设计提供理论指导。在分析现有压力平衡装置的不足之处的基础上,设计了活塞压力平衡装置,在泥浆脉冲发生器的内部密封环境里,活塞在活塞缸内运动平衡钻井液与脉冲发生器之间的压力;活塞杆与阀套控制泥浆的通断,平衡活塞内外之间的压差,使脉冲发生器能够工作在高温、高压等复杂工况的环境中,提高了脉冲发生器抗高温、抗高压的能力。     

气井环空带压条件下橡胶-管柱接触面干摩擦影响因素分析

由于气井不压井作业过程中对泄漏事故零容忍,井口密封关系到气井作业的可靠性和安全性,成为不压井技术的关键。接触干摩擦以及剪切应力是橡胶-管柱密封副损坏的直接原因。建立橡胶-管柱刚-柔接触干摩擦力学模型,分析得到温度、速度、压力是影响干摩擦特性的重要因素。建立橡胶Mooney-Rivlin模型,对丁腈橡胶在干摩擦工况下的摩擦磨损情况进行ABAQUS有限元模拟,对比单一因素变化及耦合工况下剪切应力对橡胶的损坏规律。研究表明:单一影响因素时,摩擦生热随着相对滑动速度的加快,使接触面温度升高,导致橡胶硬度变化,加剧磨损;耦合工况下速度对剪切应力影响最大。     

泥浆泵尼龙—橡胶组装式活塞第一阶段试验小结

在钻井过程中,由于泥浆泵活塞损坏快,更换频繁,不仅增加了工人的劳动强度,而且占用了大量钻井时间,影响正常钻进。在石油工业蓬勃发展的大好形势鼓舞下,为了满足钻井工人“多打井、快打井、打好井”的生产需要,我们从1973年起开展新型活塞的研制工作。在对现有各种泥浆泵活塞的使用情况进行调查对比的基础上,于1974年5月研制成一批尼龙-橡胶组装式活塞,并在泸州气矿阳深1井进行第一阶段试验。试验的20个活塞,平均     

介绍一种全新式泥翠泵耐用活塞

<正> 为了解决目前使用的活塞在结构上存在的问题,Weatherford/DMC设计人员经过若干年的研究,制成一种全新式活塞——耐用活塞(如图1所示)。 传统的泥浆泵活塞是通过硫化压铸成型,或在金属的活塞芯子上装上可拆卸的胶皮密封     

连续管旋转接头密封性能及其影响因素分析

连续管旋转接头可实现高压动密封功能,该结构的密封元件由多个V型橡胶圈构成。连续管旋转接头密封性能不稳定、V型圈寿命低等问题制约了连续管正常作业,易出现重大安全隐患。采用有限元法,研究了V型橡胶圈材料性能、摩擦因数、工作介质压力等参数对密封性能的影响。研究结果表明:V型圈在介质压力作用下能够形成稳定可靠的密封; V型圈密封副的摩擦因数以及材料硬度对密封性能和摩擦磨损性能有显著影响,聚氨酯和丁腈橡胶材料硬度相同,均为85 HA或90 HA。适当降低密封副的摩擦因数,可提高V型橡胶圈的密封性能和摩擦磨损性能; V型橡胶圈在10 MPa以上介质压力作用下变形达到稳定,轴向压缩量在0.9～1.0 mm。研究成果可为连续管旋转接头方案设计提供一定的指导意义。     

万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析及改进

钻井泥浆泵柱塞密封性能的好坏与使用寿命的长短直接影响到高压泥浆泵的工作性能及质量。为了弄清高压钻井泥浆泵柱塞密封圈的失效形式、原因及机理,进一步提高钻井泥浆泵柱塞密封圈的寿命,对万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析。结果表明, 高压钻井泥浆泵柱塞密封主要的失效形式为：扭曲变形、老化、磨损、撕裂与断裂等。主要影响因素是温度过高,散热不好,引起密封圈老化,密封材料丧失性能,其次是钻井液等颗粒的进入,对密封面进行不断的磨损,导致密封圈损坏。建议从密封圈的材料、结构设计、组合数量以及冷却装置等方面进行技术改进来提高高压钻井泥浆泵柱塞密封的性能和使用寿命。