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。     

钻井泵阀盖金属密封失效原因与维修方法

钻井泵在使用中经常出现高压泥浆冲蚀或刺坏阀盖喷射泄漏事故,造成钻井泵停机维修.分析了钻井泵阀盖的工作原理,找出其失效原因并采取了相应措施,以改善阀盖的工作状况,提高钻井泵的使用性能.     

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“同步阀”机构理论分析

钻井泵“同步阀”的提出使得以前适用于钻井泵“自动阀”的理论已不再适用。需建立一套适用于“同步阀”的理论体系，文中从推导“自动阀”运动规律的基本假设入手，运用流体力学知识，依据阀盘运动规律，推导出凸轮盘及导向杆受力，并用之解决凸轮机构各零件的强度分析及计算。     

钻井泵吸入阀的设计和使用探讨

钻井泵泵阀分吸入阀和排出阀，吸入阀的消耗占泵阀费用的７０％。吸入阀寿命的高低直接影响钻井泵的寿命。文中从吸入阀的阀座、阀体、弹簧等设计结构和使用情况进行分析研究，提出了解决的方法。     

钻井泵泵阀失效的故障树分析

运用系统可靠性分析的基本原理，把泥浆与泵阀看作一个开式的摩擦学系统，采用故障树分析法，建立了钻井泵泵阀失效的故障树；分析了钻泵泵阀失效的各种原因及影响因素，进行了定性分析和定量计算，并对其结果进行了讨论。     

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。     

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。     

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。     

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。     

钻井泵泵阀使用寿命的数理统计分析

用数理统计方法对钻井泵泵阀阀体、阀座的使用寿命进行了分析,得到阀体、阀座的使用寿命分布规律服从于二参数威布尔分布。认为泵阀的失效过程通常是先产生冲击疲劳磨损,后形成冲蚀破坏,整个失效过程又是以冲击疲劳为主。     

钻井泵阀弹簧刚度对阀部件工作影响的研究

乌拉尔重型机器制造厂曾对确定钻井泵泵阀弹簧的最佳性能进行了研究,以使阀在无冲击条件下工作时有最小的阻力损失H,从而通过阀隙的液流流速最小,减小阀盘与阀座的冲蚀磨损。     

钻井泵双锥面带筋阀的解剖与分析

众所周知,钻井泵的关键部位是液力端,而泵阀则是液力端的心脏,它的结构设计和制造质量将决定泵的性能和寿命。由于泵阀寿命低,成为钻井泵的薄弱环节,因此,人们常称它为易损件。我国的泵阀使用寿命较低,目前一般在100小时以下,个别改进型能达200小时。目前国内外石油机械行业对泵阀都十分重视。六十年代以来,国外在阀的结构、材质、加工工艺以及泥浆净化、泵的吸入性能等方面开展了大量的试验研究工作,使产品质量有了较大改进,使用寿命大幅度提高。以美国National公司的泵阀为     

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     

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。     

钻井泵泵阀试验台设计

系统地阐述了钻井泵泵阀试验台的设计指导思想和设计方案的确定依据,并介绍了试验台系统压力的调节方法和计算公式。试制的实验室用泵阀试验台为深入开展钻井泵泵阀的理论研究创造了条件。     

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。     

信息交流

<正> 川南机械厂针对在用钻井泵存在的问题,在吸收国内外成功经验的基础上,研制成功3NB-1300ZX型钻井泵。 这种新型钻井泵采用一心一杆式活塞连接取代常规的活塞拉杆,中间介杆和曲轴连杆连接,泵的长度减小,重量减轻;采用直立型阀箱和前置式缸套、自带液压增压机构的缸盖和阀     

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。     

钻井泵泵阀及缸套表面的增碳－钒化处理

针对钻井泵泵阀与缸套的侵蚀－三体磨料磨损导致拉伤、冲蚀成洞、刺成小道的失效形式，提出了对缸套、阀体及阀座工作面进行增破－钒化的处理措施。对２０号钢、２０Ｃｒ钢和２０ＣｒＭｏ钢工件，先渗碳，以增加其表面碳浓度，然后进行钒化处理，由于形成的细小ＶＣ硬质相弥散分布于基体，工件表面一定层深的硬度显著提高，耐磨耐蚀性能大为改善。试验表明，钻井泵泵阀和缸套经增碳－钒化处理后其使用寿命显著延长。