基于应力集中影响的钻井泵阀无冲击工作条件

针对钻井泵阀的冲击疲劳破坏,重点研究了泵阀冲击时产生最大应力集中部位的受力特征及其影响程度,提出了基于应力集中影响的钻井泵阀无冲击工作条件。该条件完善了泵阀运动特性的描述,考虑了应力集中在交变应力作用下对加速泵阀失效所带来的危害性,将无冲击条件应用于泵阀设计,对延长泵阀的使用寿命有一定的指导意义。     

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。     

抽油泵泵阀的流体阻力试验

在模拟井下原油粘度和实际产量的条件下,对6种国产抽油泵和两种API标准抽油泵泵阀的流体阻力进行了试验研究。通过测取泵阀系统的流体阻力损失,掌握了泵阀的阻力数值及影响阻力的因素。在此基础上,回归出相关公式和试验曲线。同时得出结论,在设计泵阀时,应尽量使孔球比大于2,避免小于1.5。     

自动锥形阀运动规律数学模型及仿真

针对阿道尔夫往复泵泵阀精确运动微分方程在泵阀开启瞬间存在奇点的不足,综合考虑液体可压缩性、魏氏效应、液体连续流条件及泵阀运动的动力特性,建立了描述往复泵自动锥形阀运动规律的精确运动微分方程。该方程是关于液缸内液体压力、泵阀升程与泵阀运动速度的一阶常微分方程组。应用数值计算方法建立了泵阀运动规律的仿真模型,通过仿真计算,可以直观地了解泵阀开启时的压力波动,解释产生奇点的原因。     

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.     

泵阀结构对柱塞泵所需绝对净吸入压头的影响

前言用改变泵阀和阀弹簧结构的方法,对三缸柱塞泵的绝对净吸入压头进行了大量的试验,并对这些试验做出了分析。试验时,仅改变泵阀的一个参数,这样便可精确地确定此参数的直接影响。其结果将大大丰富泵阀,特别是高速泵泵阀理论中所缺乏的知识。     

抽油泵泵阀运动规律的新模型及计算机仿真

在阿道尔夫泵阀运动微分方程的基础上,研究了抽油泵泵阀的运动规律。为了解决阿道尔夫泵阀运动微分方程在泵阀开启初期的奇点问题,综合考虑了液体可压缩性、泵阀运动的魏氏效应对泵筒内液体连续流条件的影响以及泵阀运动的动力特性,建立了泵阀运动数学模型。同时,应用数值积分法建立了泵阀运动规律的仿真模型,并编写了泵阀运动的计算机仿真程序。室内台架模拟试验结果表明,建立的泵阀运动规律数学模型具有较高的仿真精度。     

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。     

往复泵泵阀运动规律的建模与仿真

建立了往复泵泵阀运动规律的数学模型。该模型解决了泵阀在开启和关闭阶段升程为零的方程奇点问题，并能对泵阀在不同工作条件下的不同开启方式进行描述．因而这种泵阀运动规律的数学模型更加完整和接近实际。此外编制了泵阀运动规律的仿真程序，并分别对Ｆ８００钻井泵泵阀和３ＮＢ—１３００钻井泵泵阀进行了仿真试验。最后比较了同等条件下的仿真与实测结果，二者基本一致     

基于CFD的三缸柱塞泵泵阀失效机理研究

针对柱塞泵易损件泵阀使用寿命短,制约钻井泵向高压、高冲次、大排量方向发展的现状,利用CFD相关软件对泵阀排出端3种开度下的内流场分布进行了仿真计算。结果表明,在排出端,流过阀隙的流体速度较大,且在阀盘两底角处速度最大,该处密封圈容易被撕裂造成泄漏。另外,在流体流经腔体内部时,产生了部分涡流和回流,因此最高冲次下的流体可能会对排出腔产生一定的影响,该结论与实际情况吻合。该项研究结果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。     

往复泵水平直通阀结构特点与应用

论述了往复式柱塞泵泵阀结构中一种新的泵阀结构布置形式——水平直通阀,并与常见的直通式泵阀、直角式泵阀和阶梯式泵阀相比,分析了新型水平直通泵阀的工作性能和结构特点,同时列举了该布置形式泵阀的应用实例,指出泵阀设计中应注意的主要问题。     

钻井泵阀结构参数与失效的关系

在现场调查的基础上，对失效钻井泵阀进行了分析，并检测了7个失效泵阀的阀橡胶尺寸。测试与分析结果表明，阀橡胶厚度是影响泵阀失效的重要因素，现用泵阀平均使用寿命较低的主要原因是阀橡胶厚度参数不合理。指明在不改变现用泵阀材料的条件下，通过优选阀橡胶厚度参数，以及提高阀橡胶密封锥面与阀体金属密封锥面装配后的同轴度，完全有可能大幅度延长国产泵阀平均使用寿命。     

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。     

抽油泵泵阀运动规律的测试研究

作者介绍了在抽油泵试验台上对泵阀运动规律进行的观察和测试情况。以图表的形式表明了泵阀的运动规律与柱塞运动规律的变化关系。指出:抽油泵泵阀的运动不仅有上下直线运动,而且还有旋转运动。这对抽油泵泵阀的结构设计和材料选择有参考价值。     

非常规油气田压裂作业阀箱的结构创新

当前非常规油气田压裂作业对压裂泵阀箱提出了更高的性能要求,常规压裂泵阀箱因使用寿命短,可靠性偏低,已经难以满足非常规油气田的恶劣工况。针对这种情况,文章提出了通过采用新型双导向杆阀结构内腔设计来提高阀箱本体的有效壁厚,降低工作应力,进而提高阀箱的抗疲劳损坏能力,获得更高的使用寿命;此外还通过采用柱塞缸套与阀箱本体一体化的结构设计,移除了原分体式柱塞缸套与阀箱本体处的一道橡胶密封,从而减少阀箱工作时的渗漏点,有效提升阀箱工作时柱塞密封的可靠性。新型压裂泵阀箱已经在非常规油气田的实际工业使用中取得了良好的效果,阀箱的使用寿命及工作可靠性都得以明显提升,这些结构创新值得在压裂泵阀箱的制造中推广应用。     

基于Simulink的抽油泵泵阀运动规律仿真

煤层气排采作业中,低沉没度对有杆抽油泵泵阀的正常打开提出了更高的要求。通过对泵阀的开启压差进行精确计算,借鉴往复泵泵阀的理论研究成果,建立了泵阀运动数学模型与仿真模型。通过Simulink对抽油泵泵阀进行仿真,得到泵筒内的液体压力变化规律曲线、泵阀打开高度曲线及泵阀运动速度曲线。分析仿真结果认为,阀球的打开与开启压差有着重要关系,并不完全由沉没压力决定;阀球的打开与有杆抽油系统的冲程、冲次及泵的结构有关,随着有杆泵抽油系统冲程或冲次的增大,泵阀的升程高度相应增大,反之减小。     

一种新型注水泵泵阀

油田现有注水泵泵阀为吸入阀和排出阀2套独立的泵阀,维修很不方便。鉴于此,研制了一种整体泵阀,即将2套独立的泵阀合二为一,以优化泵阀结构,方便维修。这种新型泵阀主要由组合阀体、组合进液阀片、组合进液阀片体、组合排液阀、弹簧座、销子和弹簧等组成。阐述了泵阀的结构特点、工作原理以及试验情况。现场应用表明,新型泵阀的使用寿命比原有泵阀至少延长了1倍,有效地解决了原泵阀存在的问题,提高了注水系统的可靠性和注水工作效率。     

抽油泵环形泵阀设计方法探讨

泵阀作为抽油泵的核心部件,其可靠性决定了抽油泵的工作性能,而环形泵阀作为一种新型抽油泵泵阀,其工作原理与传统型球阀具有较大差别,其设计有一定的难度。以混水泵的混水阀为例,计算环形混水泵阀的开启压差,从而分析影响环形泵阀开启的主要因素,为设计环形泵阀和分析采用环形泵阀的抽油泵工作状态提出依据。     

抽油泵新型合金泵阀的研究

在调查、分析国内外抽油泵泵阀使用情况的基础上,研制出了MPr系列新型合金泵阀材料。这种材料具有耐磨、耐蚀、无磁综合性能好,密度高等特点,制造出的泵阀,其主要性能指标均已达到或超过国外现有水平。39口油井44井次的对比试验表明,它比普通泵阀平均提高泵效16％左右,使用寿命提高3～5倍以上。