三缸单作用钻井泵冲程与冲次的合理匹配

在详细讨论三缸单作用钻井泵冲程S和冲次n对泵的其他参数和性能影响的基础上,根据国内外统计数据和已有资料,绘制出现有各种三缸泵的n-S型谱图,由型谱图的临界线给出泵活塞速度nS和泵活塞最大瞬时加速度n2S的限定值。分析了影响S、n的各种因素和三缸泵在设计和使用认识上的误区。提出关于S、n合理匹配新标准的有关建议和方案。     

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。     

七缸单作用钻井泵的理论分析及改进措施

七缸单作用柱塞式钻井泵的结构设计思路来源于液压传动系统中的斜盘型轴向柱塞泵和空调机中的斜盘式气体压缩机。对这种泵的运动、流量等进行分析研究的结果表明 ,其柱塞的运动速度和加速度分别按正弦和余弦规律变化 ,泵的流量较均匀 ,流量不均度仅 2 5 % ,压力波动小 ,泵工作较稳定。针对现场试验中暴露出的薄弱环节 ,采用摩擦学系统分析的方法 ,从泵的润滑方式、结构轮廓设计和摩擦副选材等方面做了初步分析 ,并提出了若干改进措施     

轻便型橇装大排量五缸钻井泵机组的设计

为了适应车装钻机配套钻井泵机组的要求,研制开发了轻便型橇装大排量五缸钻井泵机组,它以高速柴油机为动力,驱动大排量五缸钻井泵工作。五缸泵比相同结构三缸泵排量增大66%,所以在保证工作排量基础上可减小泵冲程和活塞直径,以获得较小的钻井泵体积和质量,整机质量约16t,比同等型号的常规三缸单作用泵机组质量减轻40%;由于采用橇装式整体结构,可实现整机井场移位和整体吊装运输,现场不需重新安装和调整;增加了多重安全系统和远程控制装置,确保施工安全、可靠。该泵机组的研制成功将为我国的钻井装备开辟新的市场。     

海洋钻修平台RGF-800钻井泵组的研制

为满足金县1-1油田CEPA/CEPB钻修井机作业需求,研制了交流变频电动机驱动的RGF-800钻井泵组。该钻井泵组的传动系统通过全封闭式链条箱传递动力,采用PLC闭环控制,自适应能力强,用NOV公司的弹簧自动复位式安全阀代替传统的剪切销安全阀,消除了设备可能出现的不安全因素;采用交流变频电动机恒扭矩段覆盖钻井泵的最高冲次,可大大减少现场换活塞缸套的次数,减轻工人的劳动强度。试验及应用表明,RGF-800钻井泵组各系统运行稳定,传动效率比机械驱动约提高16%,可无级调速,提高钻井效率,降低消耗18%～20%。     

液压钻井泵的设计与试验

液压驱动的钻井泵采用变量液压泵和动力油缸组成液压钻井泵的动力端;液力端和现在使用的三缸单作用活塞式钻井泵相同。该种泵的冲程长、冲次低、排量可调、排出压力波动很小、运转平稳、质量轻、液力端易损件寿命可大幅度提高。并且可以取消空气包、安全阀及灌注泵。经试验,所研制的液压钻井泵能正常运行,国产液压件能满足工作的要求。随着钻井技术的迅速发展,特别是深井、超深井及水平井技术的发展,对钻井泵的要求越来越高。要求钻井泵功率大、质量轻、排量大、泵压高而且可调、适应能力强、易损件寿命长。现用的曲柄连杆式三缸单作用活塞式钻井泵已经很难满足钻井工艺的要求。研究、设计、制造新型结构的钻井泵已是大势所趋,而液压驱动的钻井泵是当前国内外研究的重点。     

新型钻机动力系统

在机械钻机改造为电动钻机的今天,美国一些公司富有远见,要求增加钻井作业的实际值,这是一项最佳的长期战略,可提高作业效率,增加日进尺收入。许多承包商增加钻井泵,进行高压作业和水平钻井作业,还使用顶驱装置和复杂钻井液系统,这就需要改造开发钻机动力系统。据ＤｒｉｌｌｉｎｇＣｏｎｔｒａｃｔｏｒ报道,技术动力控制系统公司(ＴＰＣ)为此开发出5种新型动力设备。●钻井泵同步器　这种同步器配有触屏式控制装置,屏面可显示立管实际压力、调定的压力极限,泵冲程和累积泵冲数。同步器设计成可控制泵速,减少压力脉冲达60%以上,还消除“拍频…     

三缸钻井泵液力端工作状态的研究

本文介绍了3NB—1300泵液力端在不同吸入高度和不同泥浆密度下的工作状态,包括泵的排量系数、吸入管和缸内压力曲线及吸入阀和排出阀升程曲线,及其与泵冲次的改变相应的变化情况、变化原因以及它们之间的相互联系。这对全面了解、正确设计和合理使用三缸钻井泵具有实际意义。     

抽油机动态运行辅助系统的开发应用

目前抽油机的运行方式大多为采用工频供电以恒定转速运转的电动机带动抽油机,抽油机冲次固定,冲次不能根据井况及泵效变化而调整,在油井供液不足的情况下会造成很大的电能浪费,加剧了设备磨损。抽油机一个周期内的速度也不能调整,抽油杆的运行速度变化大,在抽油机上行过程中会出现较大的过载、振动载荷,下冲程中会出现载荷冲击,这些情况都会缩短抽油杆和泵的使用寿命。通过对游梁抽油机运行规律的分析,开发一套控制系统,控制系统能够实时监测油井的运行数据,根据监测数据分析抽油机的运行状态,通过建立模型控制抽油机运行到不同位置的速度,平滑抽油机的运行速度,降低加速度,柔化抽油杆应力变化,从而实现降低抽油机最大载荷,消除或减小振动载荷,减弱冲击载荷的效果。控制系统能够控制油井的冲次,控制方案有多种,针对不同的油井可以有多种选择,比如锁定泵效,单井产量最大化,单井效率最大化等。     

CDJY2500型五缸压裂泵泵头体力学特性分析

在压裂泵泵头体受力特性研究中,针对不同柱塞尺寸的泵头体在不同工况下的应力变化趋势研究还比较少。鉴于此,运用ANSYS Workbench软件,对4种不同结构的CDJY2500型五缸压裂泵泵头体,在多组内压载荷作用下的力学特性进行了数值分析。分析结果表明:泵头体排出工况的最大应力和应变总是大于吸入工况,在额定最大压力载荷140 MPa条件下,泵头体的最大应力为788. 76 MPa,小于其材料的屈服强度,其力学行为处于材料弹性变形阶段;在不同泵冲次作用下,相对于柱塞直径为95. 3 mm泵头体,其他3种结构的泵头体在最大应力上减小的平均值分别为15. 6%、42. 4%和52. 1%,最大总变形量减小的平均值分别为12. 9%、34. 7%和62. 7%;当泵冲次为115～200 min~(-1)时,泵头体最大应力与最大总变形量随泵冲次的增加而快速减小,当泵冲次在200～330 min~(-1)时,泵头体最大应力与最大总变形量随着泵冲次的增加而缓慢减小。研究结果可为泵头体的结构优化与改进提供基础数据。