钻井泵泵阀失效分析与机理

对失效泵阀的分析表明，由磨料磨擦损引起的失效在整个泵阀系统中不占主要地位，而疲劳磨损机制却是泵阀失效的主要机理。密封圈上的上部块状脱落的根本原因是磨损，为此提出了相应的改进措施。     

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。     

压裂泵泵阀微观失效机理探讨

借助于扫描电镜观察分析了失效压裂泵泵阀,发现其微观破坏形式有冲蚀波纹、疲劳剥落、犁削沟槽及脆性断裂,详细分析并阐述了产生各种破坏形式的机理,在此基础上,提出了相应的解决途径。     

抽油泵阀罩的应力计算及失效分析

对某采油厂失效抽油泵的调查发现,阀罩内部磨损而引起的阀罩卡阀球事故已成为抽油泵失效的主要原因之一。应用ANSYS/LS-DYNA软件,建立阀球撞击阀罩力学模型,分析抽油泵阀罩的受力。结果表明：柱塞在上、下冲程运动过程中,阀球频繁开启撞击阀罩,导致阀罩局部应力过大,使阀罩局部产生疲劳破坏,阀球不能正常工作。仿真结果与现场实际吻合较好,对抽油泵阀罩的结构改进提供了依据。     

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.     

一种新型无冲击钻井泵阀

目前, 石油钻井用钻井泵的泵阀工作寿命短, 一般平均使用寿命只有50~60h。主要原因是阀盘的质量惯性, 阀盘上下压差不稳定, 使泵阀和活塞运动不协调。     

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。     

钻井泵阀密封材料摩擦学性能的研究

钻井泵阀在含有固相微粒的泥浆中工作。因此，湿磨粒磨损和冲蚀磨损是导致泵阀及阀密封失效的主要磨损形式。为研究和优选钻井泵泵阀密封的摩擦副材料，文中通过４种聚合物材料与钢组成的摩擦副，在泥浆中磨损过程的试验研究，初步研究了其摩擦学性能，为选择钻井泵泵阀密封材料提供了重要参考。     

气体钻井钻具失效原因与预防措施

气体钻井技术已被世界公认为是缩短钻井时间、降低钻井成本、解放油气层的一种实用技术,但是随之出现的钻具失效问题成为广大钻井工作者面临的一道技术难题。针对气体钻井钻具失效问题进行了国内外文献检索和现场情况调研,特别对川东北和伊朗南部地区TABNAK气田气体钻井钻具失效情况进行了深入调查。结合相关理论和现场经验对现场资料进行分析,找出了气体钻井钻具失效的主要特点及原因,并提出了避免井下钻具失效的合理技术措施。     

双缸单作用液压钻井泵换向控制探讨

液压钻井泵具有排量和压力波动小、重量轻、移运方便、易损件寿命长和维修费用低等优点。这种泵采用液压油缸代替常规三缸泵的曲柄连杆滑块机构，其技术关键之一是换向控制。介绍了双缸单作用液压钻井泵所采用的一种特殊的换向控制系统，阐述了该系统的结构和工作原理，并对其技向性能进行了分析，指出它具有结构简单、排量均匀、换向准确、平稳和可靠等特点。     

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。     

钻井泵故障诊断方法的探索与实践

钻井泵是石油钻井中循环系统的关键设备，其工作状态的好坏直接影响到钻井工作的安全、效率、质量和成本。为了保证钻井泵的正常工作和钻井生产的正常进行．提高钻井泵的现代化维修和管理水平．亟待研制适用于现场使用的、科学先进的钻井泵实时故障诊断系统。文章在分析了目前石油钻井泵故障诊断研究工作现状的基础上，结合现场的需要和自己的研究工作，认为研究工作的重点应放在钻井泵动力端上．应致力于研制先进实用的整个泵的故障诊断系统。文章介绍了作者在钻井泵振动故障诊断系统研制开发方面的工作情况和取得的初步结果。     

F1300型三缸钻井泵机架的静力有限元分析

对F1300型钻井系机架结构按板壳单元和三维块元进行了离散；采用主从节点技术、罚单元和边界弹簧单元处理了复杂壳体结构的特有问题；应用微机版LISA结构分析程序对F1300型三缸泵机架的强度和刚度进行了静力有限元分析计算，获得了机架在额定载荷作用下各部位的应力和变形的分布规律。计算结果表明，最大应力发生于主墙板轴承座周围，最大相对位移发生在轴承座中心平面处；整个机架结构应力、变形不均匀，强度、刚度富余，从而为F1300型钻井泵的改造、减轻重量和降低成本提供了必要的依据。     

共振解调和模糊识别技术在钻井泵轴承故障诊断中的应用

在钻井生产现场,由于工作条件恶劣及振源多,背景噪声强烈,因而用理论计算所得到的故障特征频率与实测信号经一般频谱分析后得到的响应信息缺乏一一对应关系.为了解决钻井泵轴承故障特征难以提取的问题,采用共振解调技术来提取深埋于正常振动信息中轴承的故障信息,在此基础上进行频谱分析.但由于实际轴承的几何尺寸有误差,再加上现场各种因素的干扰,使这样得到的频谱图上的频率值与计算所得故障特征频率值仍有出入.进一步采用模糊"择近原则"来识别各种故障特征频率,从而较好地实现了钻井用往复泵轴承的故障诊断.     

石油钻井用泥浆泵的新发展

泥浆泵已发展到大功率、大排量、高压力。为适应现代钻井技术的发展,钻井设备制造商开发出了性能更好,体积更小,质量更轻的泥浆泵,以满足钻井承包商适应各种钻井工况的需要。文章简要介绍了近几年国内外新出现的几种泥浆泵。     

钻井泵制造工艺的改进

钻井泵在制造过程中容易出问题,通过对制造工艺的改进,提高了钻井泵制造效率及使用的可靠性。     

钻井泵冷缸刺漏与预防

钻井泵冷缸刺漏是钻井泵在现场使用中存在的一个较严重的问题。刺漏是由气蚀引起的,因此预防冷缸刺漏应从预防冷缸气蚀入手。气蚀发生的条件与气泡密切相关,气泡在真空时从钻井液中溢出形成气团,并紧靠缸壁;气团在压缩时因承压能力低而产生爆炸,从而引起缸壁产生气蚀作用。所以,改变气泡爆炸的位置,气蚀破坏的部位必将相应改变,从而达到转移和预防气蚀的目的。