俄罗斯的三缸钻井泵

在苏联时代,其石油钻井机械的制造主要集中在俄罗斯,目前,像乌克兰这样的产油国,虽然弛在着手发展自己的钻机制造,但还不具备相应的能力和水平。因此,俄罗斯钻机产品,也代表了原苏联的钻井机械技术水平。作者根据多年科技合作和出国考察所搜集积累的资料,对其钻井机械作了概要介绍,这里仅及三缸外事井泵及其特有的技术特点。     

川石3NBZ系列三缸钻井泵

<正> 四川石油管理局成都总机械厂生产的川石3NBZ系列三缸钻井泵是在消化吸收国外三缸钻井泵的先进技术的基础上,结合国情研制出来的,属于配用灌注泵的中速三缸泵,其基本性能参数符合现代三缸泵的发展趋势,能满足我国各型钻机配套使用和高压喷射钻井的要求。     

OPI-1800三缸柱塞泵泵头体气蚀分析

对美国进口的OPI--1800三缸容积式柱塞泵部分泵头体在压裂施工过程中，因气蚀引起开裂损坏的原因，进行了分析，提出了改善措施，对今后延长三缸柱塞泵泵头体的使用寿命，提高加工、制造及工艺水平等提供了参考。     

关于三缸泵正常吸入的探讨

提出临界吸高、有效净正吸入压头、临界流量系数与临界水击压力四项判定钻井泵正常吸入的标准,并通过理论分析和实验,探讨建立后两项新标准的可能性,四项标准之间的关系,以及从对吸入特性的分析中提出改善和监测钻井泵吸入工况的技术保证。     

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。     

钻井泵液缸锥孔的制造技术

针对现行设计的钻井泵液缸,其吸入缸与排出缸已合二为一的结构特点,对液缸的加工一度呈现困难。为此,设计并应用了一套镗锥孔工具、滚压工具和锥度量规,较好地满足了液缸锥孔的技术要求,同时为提高锥面的粗糙度、表面硬度、疲劳强度和延长液缸的工作寿命起到积极作用。     

SL3NB—1300钻井泵泵头的合理修复工艺

针对SL3NB— 130 0钻井泵前、后缸的损坏形式 ,提出 4种修理方案。通过比较 ,采用CO2 气体保护堆焊修理该型泵前、后缸 ,施焊条件大大改善 ,收到显著效果。由现场试验得知 ,焊层与工件本体结合的质量主要取决于工艺参数的选择与匹配。如采用H0 8Mn2SiA的1 6mm焊丝时 ,选用电弧电压 2 1～ 2 2V ,焊接电流 160～ 180A ,送丝速度 14～ 2 4m /h ,CO2 气体流量 8～10L/m ,焊层硬度一般达到 2 80～ 30 0HB ,其加工性能类似于调质中碳钢 ,有利于提高加工表面粗糙度和焊层表面耐磨性。与手工电弧焊比较 ,采用本工艺可节电 36% ,节约材料费 30 %～ 4 0 % ,综合成本下降 37%～ 4 2 %。     

用于2000型压裂车的三缸泵和五缸泵试验研究

供2000型压裂车选择的柱塞泵有三缸泵和五缸泵2种。为了验证压裂车和柱塞泵的性能，进行了台架试验、出厂试验和现场工业试验。经试验研究表明，五缸泵压裂车的参数覆盖范围较三缸泵压裂车有明显优势，五缸泵的泵效优于三缸泵。     

三缸泵液力端的模糊动力响应模拟

试验模态分析是识别机械结构系统固有特性的一种常用、有效的现代技术。在试验模态分析的基础上，探讨了ＮＢＨ２５０／６０型三缸泵泵体的固有特性，并首次将模糊系统动力学的理论应用于工程实践。根据三缸泵“水击烈度”的模糊性，给出了模糊动力响应模拟的理论公式及计算机实现，探讨了ＮＢＨ２５０／６０型三缸泵液力端在承受不同水平的水击激励时的模糊响应特性。     

三缸泵动力端的振动监测与故障诊断：（二）倒频谱与幅值概率密度函…

全文分作两部分论述；第１部分是倒频谱分析在三缸泵动力端的振动监测与故障诊断中的应用。它指出了倒频谱分析用在诊断三缸泵往复不平衡振动的有效性，以及依据功率谱中的边频成分诊断三缸泵动力端故障的局限性。第２部分是幅值概率密度函数在三缸泵动力端振动监测与故障诊断中的应用。     

三缸单作用钻井泵运动学动力学电算分析

在计算三缸单作用钻井泵有关参数时,用直角坐标向量法建立基本杆和杆组的数学模型及相应的子程序,将通用子程序积木式按序搭配,可精确求出活塞和连杆的运动参数;列出机构动力平衡矩阵方程,调用解线性方程的通用程序,可求出运动副反力及曲轴上的平衡力矩。以曲轴为等效构件建立泵的等效动力学模型,用数值解法求解泵的运动方程,得出曲轴的运动规律,可判断泵运转的平稳性和进行精确的强度计算。     

三缸泵用灌注泵性能探讨

本文论述了三缸泵的正常工作条件和性能要求,指出其吸入管中液流的“峰谷”型式对灌注泵工作的影响。通过对我国石油矿场用各型灌注泵性能的试验分析,推荐了一组适合与3NB—800三缸泵匹配的灌注泵性能曲线。建议略加修改后,将这组性能曲线作为目前我国设计新的灌注泵和改造现用灌注泵性能的依据。     

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。     

低波动往复泵无冲击运动分析

对于三缸低波动往复泵，理论上应使三个活塞在排出行程（吸入行程）中的速度之和为一常数，采用凸轮机构能达到这一目的。满足这一要求的活塞运动曲线有多条，本文论述了一条无冲击运动曲线；给出了活塞的位移、速度、加速度曲线及解析表达式。活塞加速度曲线为连续曲线，可避免活塞对凸轮的冲击。     

灌注及调整额定冲数对发挥三缸泵优势的重要性

针对目前三缸单作用泥浆泵使用中存在的问题,结合台架性能试验情况,讨论了采用灌注泵灌注及降低额定冲数对保证三缸泵正常工作,充分发挥其优势,及延长泵和易损件工作寿命的重要性。还指出三缸泵不宜以额定输入功率长期运转,也不宜以额定冲数长期运转。     

三缸单作用泥浆泵阀箱密封的改进

本文分析了三缸单作用泥浆泵阀箱密封失效的原因,介绍了阀箱密封结构的改进方案。根据改进后阀箱密封的使用情况,提出了进一步改进的几点意见。     

超高压压裂泵液缸测试装置及试验方法

目前国内的测试装置只能满足105 MPa以下压裂泵的整机测试与试验需要,对于105MPa以上超高压压裂泵的测试与试验,一方面配套设备很难满足要求,另一方面还有较高的安全风险。为此,研究了一种超高压压裂泵液缸测试装置及试验方法。压裂泵液缸测试装置适应环境温度-20~50℃,试验压力最高达207 MPa,可为以后更高压力压裂泵提供检验方法;测试装置装有安全气控阀,确保整个系统压力不超过275 MPa,气源压力0.7 MPa,气源排量不超过1.6m3/min;气泵输入口增加安全溢流阀,使气压值不超过0.46 MPa。压裂泵液缸测试过程中,压力大小可以手动调节和无级调节,操作简单,测量精确;可以对排出压力分段保压进行测试,加载压力与加载时间通过数据和曲线双重显示,并输出试验与测试结果。压裂泵液缸测试装置成套系统能实现平稳增压、稳定保压,使用安全、稳定、可靠。     

三缸钻井泵被动轴疲劳强度计算准则

本文在现有的曲轴内力分析结果的基础上,研究了三缸钻井泵被动轴疲劳强度计算方法的改进,用Langer法建立泵被动轴疲劳强度计算准则,引入了载荷折算系数K和动载系数K的概念,介绍了K,和K值的计算方法,还给出了SL3NB—1000型泵被动轴疲劳强度的电算实例和电算程序。     

钻井泵空气包的体积计算

本文针对以往的计算钻井泵空气包体积的方法所存在的问题,根据热力学实际气体绝热等熵过程理论,阐述了钻井泵空气包体积的计算原理和步骤,给出了几种三缸钻井泵在各种工况下的空气包体积计算值,并根据有关计算结果得出了若干重要结论。文末对空气包的研制和使用提出了几点建议。     

三缸单作用钻井泵连杆强度二维有限元分析

本文以3NB—800型钻井泵为例,用二维有限元法,通过建立力学模型,分析了连杆的应力和变形,找出了其最大应力和危险断面,其部位与现场使用的连杆断裂部位相吻合,为改进连杆的设计,加强其关键部位提供了依据。