油田高压往复注水泵泵阀故障分析与改进

通过对 3H— 8/ 4 5型高压往复注水泵泵阀的结构分析和设计核算 ,得出泵阀失效的原因是泵阀设计升程过大 ,阀孔流速过高以及阀杆直径较小。为此 ,对阀结构和导向定位做如下改进 :(1 )将缸体阀座腔孔定位改为阀座和阀套一体定位 ,加大阀组件与缸体阀孔间隙 ;(2 )将阀打开时升程限位点改到阀密封面背面 ,阀杆导向放在阀孔内 ,阀杆根部圆弧过渡 ,没有退刀槽 ,避免应力集中。改进后泵的故障停运率降低了 80 % ,泵阀寿命提高到 4个月     

基于MATLAB的钻井泵阀运动特性分析

利用MATLAB软件对钻井泵阀阿道尔夫微分方程进行了数值求解,并构造了描述阀盘关闭阶段的简化模型,准确地分析了阀盘的运动特性.通过对不同阀盘锥角的锥阀进行仿真计算得出,当阀盘下底面直径一定时,随着阀盘锥角的增加,阀盘的关闭速度及关闭冲击力都相应地减小,进而可以有效改善阀盘冲击阀座形成的冲击疲劳.该结论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.     

往复泵锥形阀结构优化设计方法

1泵阀结构优化设计数学模型阀体结构如图1所示。在阀体结构中,阀盘大径d1、阀盘小径d2和阀盘锥角α是三个最重要的结构尺寸参数,它们不仅决定了阀体厚度和密封面长度,而且还决定了阀关闭时与阀座接触区域的大小,进而影响到阀面上各点应力的大小。根据阿道尔夫理论,若能减少阀体     

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。     

弹簧复位阀罩导向抽油泵泵阀的设计研究

针对目前在用的几种斜井泵泵阀存在结构复杂、密封元件较多、使用寿命不长、弹簧受力不合理和应用范围受到限制等缺点 ,设计了一种弹簧复位阀罩内筋导向式泵阀。这种泵阀的固定阀和游动阀的结构大致相同 ,固定阀主要由阀罩、弹簧、挡环、阀球、阀座和下接头组成。该泵阀可不受井斜角的限制 ,并具有弹簧限位保护功能 ,弹簧受力合理 ,阀球可自由旋转而均匀磨损 ,从而大大提高了其使用寿命。     

往复式钻井泵旋转阀盘及其特性分析

针对往复钻井泵泵阀的主要破坏形式为冲蚀磨损和磨料磨损的特点，研制了一种可作二维运动的旋转阀盘。这种阀盘可有效地自行研磨工作面，使泵阀的寿命提高３倍以上。对其特性进行理论分析后认为，只有合理地设计叶片的进、出口结构角及叶片形状，才能充分发挥这种阀盘的优点和特性。     

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。     

钻井泵阀盘运动的微分方程数值解及其结果的讨论

文章利用龙格—库塔法对阀盘运动微分方程进行数值求解并在微机上用所编程序对各种泵阀结构参数和泵工作参数进行了大量计算。通过将计算结果与阀盘近似运动公式的计算结果作详细对比,文章提出了阀盘运动参数计算的修正公式。此修正公式和程序可供阀设计计算参考。     

往复泵泵阀参数的计算

合理的往复泵泵阀设计应同时满足泵阀无冲击，阀隙液流流速Ｖｘ不大于其许用值〔Ｖｘ〕，阀盘直径ｄｖ不大于其许用值〔ｄｖ〕这三个条件。讨论了泵阀参数间的关系，建立了最高往复泵冲次和最大阀盘的最大升程的计算方法，并进行了实例计算。     

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。     

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.     

恒流量往复泵泵阀工作理论研究

泵阀是往复泵的关键部件，对恒流量往复泵的性能有着重要影响。由于泵阀的工作过程极其复杂，一般不能用简单的方法来反映其运动规律，在忽略阀盘质量的 情况下，分别建立了在稳定状态下，非稳定状态以及是否考虑魏斯特法尔现象时阀盘运动微分方程，并给出了其解析解，分析了阀盘运动位移，速度和加速度变化规律。     

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。     

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。     

影响500压裂泵易损件寿命的因素及应采取的措施(中)

<正> 前面讨论了影响易损件寿命的各种因素和泵阀的运动规律,下面就阀胶皮、阀盘、阀体、阀座、柱塞和盘根等的结构设计、材料和现场维修保养等应采取的措施加以讨论。 (一) 阀胶皮 1.结构设计 目前,国内外压裂泵阀胶皮结构分为两种:一种为平面型;另一种为圆弧型(图8)。引进的美国BJ公司佩斯梅克泵和道威尔公司压裂泵及国产500型、850型、1200型均采用     

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。     

基于ANSYS/LS-DYNA的压裂泵泵阀动力接触分析

泵阀属于重要的易损件,其工作寿命直接影响到压裂泵的工作特性。LS-DYNA是功能齐全的显式动力分析软件,可以模拟各种复杂的非线性动态问题。运用LS-DYNA有限元软件,考虑橡胶的缓冲作用,模拟高压环境下阀盘和阀胶皮以一定速度冲击阀座的过程,考察动态接触过程中的应力、应变分布情况,分析泵阀失效原因,为提高泵阀寿命提供了理论依据。     

抽油泵阀球直径的选择

作者在分析了抽油泵阀球直径尺寸对液体流动性、泵阀开启灵活性和阀罩及阀座结构布置的影响后,指出:采用较大直径的阀球,有利于液体的流动,但泵阀开启欠灵,也给阀罩结构设计带来困难,应该在结构允许的前提下,选用尽可能大的阀球。据此推荐了估算阀球直径的经验公式,给出了阀球直径系列,制造阀球的技术条件和专业生产厂采用的阀球直径数据。     

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。     

基于Ansys/Ls-Dyna的压裂泵泵阀强度分析

泵阀是压裂泵中最重要的易损部件之一,其强度关系到压裂泵的工作特性。运用Ansys有限元分析软件中Ls-Dyna模块,模拟100 MPa高压环境下阀盘以一定速度冲击阀座的整个过程,对泵阀进行静力以及显示动力下应力、应变分析,找出泵阀的失效原因,为改进泵阀提供了理论依据。