钻井泵“同步阀”机构设计

根据钻井泵泵阀失效机理，设计出新型钻井泵泵阀－“同步阀”机构，亲机构消除了泵阀关闭的滞后角，“同步阀”与滤砂阀的配合使用降低了泥浆对泵阀的冲蚀破坏，从根本上解决了泵阀失效的问题，“同步阀”是首次提出，它为提高钻井泵泵阀寿命及钻井泵的整机效率提供了一套新型机构。     

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。     

钻井泵跟随式介杆密封装置

<正> 一、概述 钻井泵是钻机的心脏。钻井泵由动力端和液力端两大部分组成。动力端为机械传动部分,注入机械油以润滑各传动副和摩擦副。液力端为能量转换部分,流道中连续流过泥浆介     

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。     

3 NB—500型钻井泵滑块滑套表面强化及改进

对 3NB— 5 0 0型钻井泵滑块滑套摩擦副的失效分析表明 ,滑块表面热处理工艺不合格、表面硬度低、严重的磨料磨损等是其失效的主要原因。在对比分析各种表面强化技术特点和磨损试验的基础上 ,确定氧 乙炔火焰喷焊技术是强化滑块表面较为合理的方法 ,强化材料选用PHNi60A +WC15 % ,喷焊层厚度为 0 5mm ,表面硬度≥ 60HRC ,并制定了相应的喷焊工艺 ;同时 ,对滑块滑套摩擦副的结构及拉杆端密封结构进行了改进设计。现场使用表明 ,经表面强化和改进设计后的滑块滑套摩擦副使用效果较好 ,磨损量仅为 0 39～ 0 4 7mm ,使用寿命由 4～ 6个月提高到 15个月以上 ,拉杆端密封的寿命提高近 3倍     

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.     

钻井泵活塞杆密封耐磨性的提高

钻井泵的工作寿命和免修周期,首先取决于液力端往复滑动副密封,特别是活塞杆及其密封的工作期限。活塞杆密封严重磨损的原因是:工作条件繁重,以致使摩擦部位的接触应力过高;摩擦部位的流体动力状态被破坏;接触应力沿密封长度分布不均匀,以及由于这些原因而使接触温度升高(试验确定,接触温度高达400℃以上)。接触温度高,对橡胶件     

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     

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。     

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。     

钻井泵液力端易损件的失效分析及对策研究

本文讨论了钻井泵液力端易损件的失效形式，原因及机理：１．泥浆所含石英砂－钢件硬度比差大；２．浸蚀条件下的摩擦磨损与三体硬粒磨损；３．腐蚀应力作用下疲劳裂纹的形核，扩展，起层，剥离；４高压，高粘，高含沙，高速泥浆冲涮下的剥落，掉块，冲蚀乱洞，刺成小道。     

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。     

钻井泵泵阀研究方向的探讨

作者从导出泵阀的阀体与阀座接触过程的能量方程式中,提出泵阀的研究应从冲击能的分析入手,进行冲击磨损和冲蚀磨损两方面综合研究的见解。研究的关键是阀的运动、动力及摩擦磨损等参数的测定问题。并认为泵阀的研究应和实验室试验、现场试验和泵阀的制造相结合。只对泵阀进行纯理论研究很难得出有实用价值的结论。     

连续管旋转接头密封性能及其影响因素分析

连续管旋转接头可实现高压动密封功能,该结构的密封元件由多个V型橡胶圈构成。连续管旋转接头密封性能不稳定、V型圈寿命低等问题制约了连续管正常作业,易出现重大安全隐患。采用有限元法,研究了V型橡胶圈材料性能、摩擦因数、工作介质压力等参数对密封性能的影响。研究结果表明:V型圈在介质压力作用下能够形成稳定可靠的密封; V型圈密封副的摩擦因数以及材料硬度对密封性能和摩擦磨损性能有显著影响,聚氨酯和丁腈橡胶材料硬度相同,均为85 HA或90 HA。适当降低密封副的摩擦因数,可提高V型橡胶圈的密封性能和摩擦磨损性能; V型橡胶圈在10 MPa以上介质压力作用下变形达到稳定,轴向压缩量在0.9～1.0 mm。研究成果可为连续管旋转接头方案设计提供一定的指导意义。     

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.     

钻井泵液力端易损件失效分析及对策

钻井泵液力端易损件失效的原因是：在侵蚀条件下，发生的摩擦磨损与三体硬粒磨损；在腐蚀应力条件下，疲劳裂纹形核，扩展，造成疲劳层起层，剥离；在高压，高速钻井液冲涮下，表层剥落，掉块，冲蚀成洞，刺成小道。针对这些原因提出了提高零件工作面硬度的化学热处理工艺，以使零件工作面更耐腐蚀和磨损；另外设计了泵阀与活塞用新型衬缘胶心。现场试验表明，采用上述对策提高了易损件的使用可靠性和使用寿命。     

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     

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。     

钻井泵活塞与缸套摩擦磨损失效的系统分析

本文运用系统分析的方法对钻井泵易损件和关键件－活塞缸套副的摩擦磨损失效进行了讨论，指出胶心挤伤、刺伤、冲蚀掉块是活塞的主要损坏形式，整体联结强度低、弹性大、易变形是其根源；摩擦磨损、粘着磨损、三体硬粒磨损、刺伤是缸套的主要损坏形式，硬度低是其根本原因。并由失效分析引出了提高缸套孔壁硬度，改进活塞和进行新型设计的对策。     

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。