鉆井泵液力端閥座的接觸分析

f-800型鉆井泵部件及整機(jī)質(zhì)量較大,不能滿足直升飛機(jī)吊運(yùn)和海上采油平臺(tái)吊機(jī)起吊要求。鑒于此,設(shè)計(jì)了rs-qf800輕型鉆井泵。通過(guò)對(duì)不同系列鉆井泵機(jī)架結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析,并參閱鉆井泵機(jī)架有限元資料,對(duì)f-800鉆井泵機(jī)架進(jìn)行減重設(shè)計(jì),并將鑄造曲軸改為鍛件組裝曲軸。對(duì)機(jī)架和曲軸進(jìn)行有限元分析的結(jié)果表明,rs-qf800泵的機(jī)架應(yīng)力分布更合理,曲軸應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力。臺(tái)架試驗(yàn)表明,rs-qf800泵各項(xiàng)性能合格;rs-qf800泵既減輕了質(zhì)量,又保證其性能參數(shù)與f-800泵相同,且工作更加平穩(wěn),達(dá)到了預(yù)期目的。

針對(duì)長(zhǎng)慶油田使用的f-1300型泥漿泵液力端閥座損壞嚴(yán)重(現(xiàn)場(chǎng)有60%提前破壞)、更換頻繁等問(wèn)題,探討了液力端閥座的損壞機(jī)理,應(yīng)用ansys軟件對(duì)其進(jìn)行了有限元分析,得到閥座在工作中的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況,分析得出的最大應(yīng)力位置和危險(xiǎn)截面與現(xiàn)場(chǎng)失效情況相符,并提出了改進(jìn)措施。

對(duì)主軸承螺栓在鉆井泵上具體安裝配合情況進(jìn)行了調(diào)查,在此基礎(chǔ)上,分析計(jì)算了主軸承螺栓在鉆井泵工作時(shí)的受力情況,并通過(guò)金相顯微鏡、掃描電鏡等手段對(duì)鉆井泵主軸承螺栓斷裂失效進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,該主軸承螺栓受拉拉和彎曲雙重疲勞,且主要在彎曲疲勞的作用下,于主軸承螺栓的應(yīng)力集中處———螺紋根部,促使疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展,最終導(dǎo)致螺栓的疲勞斷裂。為防止這類失效提出了建議

蘇聯(lián)對(duì)用于制造鉆井泵缸套的、含c1.5～4％和cr0～30％的各種含鉻鑄鐵作了實(shí)驗(yàn)室研究,確定了這些含鉻鑄鐵的最佳化學(xué)成分和最優(yōu)熱處理工藝。其中,含c2.4～2.8％和cr25～30％的260x28鑄鐵具有最高的耐磨粒磨損性能和強(qiáng)度,這種鑄鐵已被選定作為基本

以zy3nb-1300型鉆井泵的人字齒輪為研究對(duì)象,在借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上,從齒輪加工機(jī)床、加工圖樣、刀具種類及應(yīng)用范圍、提高表面質(zhì)量途徑以及工裝設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了總體分析,確定了人字齒輪的加工難點(diǎn)及在y31200b滾齒機(jī)上用指形齒輪銑刀銑齒的加工方案。并針對(duì)本企業(yè)的實(shí)際情況,將指形齒輪銑刀的幾何形狀及結(jié)構(gòu)、刀具材料的選擇、切削用量的選擇、切削液的選擇等方面作為主要研究方向,提出了人字齒輪采用指形銑刀的加工方法。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查f-1600型泥漿泵液力端使用情況,約有80%閥座未達(dá)到設(shè)計(jì)壽命而提前失效。應(yīng)用有限元軟件對(duì)閥座、液缸、閥體進(jìn)行接觸分析,探討了該泵液力端閥座的損壞機(jī)理,考察閥座在工作中的應(yīng)力分布和應(yīng)變分布情況,找出其失效的原因。根據(jù)分析結(jié)果提出了提高閥座壽命的幾點(diǎn)建議。

鉆井泵在使用中經(jīng)常出現(xiàn)高壓泥漿沖蝕或刺壞閥蓋噴射泄漏事故,造成鉆井泵停機(jī)維修。分析了鉆井泵閥蓋的工作原理,找出其失效原因并采取了相應(yīng)措施,以改善閥蓋的工作狀況,提高鉆井泵的使用性能。

針對(duì)吐哈油田使用的f-1600泥漿泵液力端閥座損壞嚴(yán)重——現(xiàn)場(chǎng)使用的閥座有60%未達(dá)到預(yù)期壽命而提前破壞、更換頻繁等問(wèn)題,探討了該泵液力端閥座的損壞機(jī)理。應(yīng)用ansys軟件對(duì)其進(jìn)行了有限元分析,考察閥座在工作中的應(yīng)力分布和應(yīng)變分布情況,找到了最大應(yīng)力位置和危險(xiǎn)截面,其位置與現(xiàn)場(chǎng)失效情況相符,根據(jù)閥座的應(yīng)力應(yīng)變分布情況提出了改進(jìn)辦法,并將改進(jìn)結(jié)構(gòu)的閥座應(yīng)用于油田現(xiàn)場(chǎng),效果良好。

普通鏜床加工鉆井泵機(jī)架工作效率低，加工過(guò)程中對(duì)加工精度的影響因素多，易影響到加工質(zhì)量，利用數(shù)控鏜床加工可有效地提高加工的精度和效率。本文簡(jiǎn)單闡述了鉆井泵機(jī)架結(jié)構(gòu)和加工特點(diǎn)，在介紹鉆井泵機(jī)架加工工藝流程的基礎(chǔ)上，對(duì)采用數(shù)控鏜床加工鉆井泵機(jī)架的方法進(jìn)行了分析和探討。

本文對(duì)不同地區(qū)使用失效的10只高鉻鑄鐵鉆井泵缸套嚴(yán)重磨損表面進(jìn)行了金相分析、掃描電子顯微鏡形貌分析和磨屑的鐵譜分析,進(jìn)而對(duì)缸套的磨損失效過(guò)程和起主導(dǎo)作用的磨損機(jī)理作了探討,提出了具有一定理論價(jià)值和實(shí)用意義的新觀點(diǎn)。文章根據(jù)缸套材質(zhì)的匹配試驗(yàn)結(jié)果指出,缸套的含cr量以10％(ωt)左右為最佳,既能保證其具有良好的耐磨性而延長(zhǎng)使用壽命,又能減少cr的用量而使成本降低17.85％。按照本文提供的數(shù)據(jù)資料制造的新型鉆井泵缸套已經(jīng)在四川石油管理局川西南礦區(qū)投入使用,效果良好。

高壓泥漿泵是油田鉆井工作臺(tái)的"心臟",而缸套是泥漿泵的重要磨損部件。工程陶瓷以其高硬度、高耐磨性,耐腐蝕性、表面性能好等優(yōu)點(diǎn),在鉆井泵缸套中已得到廣泛應(yīng)用。但目前陶瓷缸套的使用壽命相對(duì)較短,如何提高陶瓷缸套的使用壽命,已成為陶瓷缸套研究中亟待解決的問(wèn)題。本研究通過(guò)對(duì)鉆井泵缸套的分析,提出了長(zhǎng)壽命陶瓷缸套的要求,從陶瓷材料的選擇,力學(xué)性能及其微觀結(jié)構(gòu)等方面探討了提高陶瓷缸套使用壽命的方法,為陶瓷缸套生產(chǎn)企業(yè)提供改善產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)和方法。

分析了f-1300型鉆井泵主螺栓及軸承蓋斷裂的現(xiàn)狀與原因。改進(jìn)了結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了主螺栓連接強(qiáng)度,進(jìn)行了受力分析與校核,并對(duì)主軸承潤(rùn)滑油路進(jìn)行了改造,以確保充分潤(rùn)滑。改進(jìn)后,保證了f-1300型鉆井泵在鉆井現(xiàn)場(chǎng)惡劣工況下安全使用。

本文對(duì)現(xiàn)場(chǎng)收集的用于不同地層,使用壽命不等的10只高鉻鑄鐵失效缸套進(jìn)行解剖分析。它包括每只缸套的金相顯微分析,掃描電鏡下的上萬(wàn)個(gè)試場(chǎng)表面形貌分析和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鉆井液中磨屑的鐵譜分析。進(jìn)而對(duì)高鉻鑄鐵缸套的失效過(guò)程和起主導(dǎo)作用的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)闡述,得出了一些具有理論價(jià)值的認(rèn)識(shí)

根據(jù)動(dòng)量守恒和鉆柱力學(xué)的基本理論,建立了氣體鉆井三維彎曲井眼鉆柱動(dòng)力學(xué)模型和鉆柱與井壁接觸碰撞模型;提出了一種求解鉆柱與井壁接觸非線性有限元方程的元胞自動(dòng)機(jī)算法。該方法具有編程簡(jiǎn)單、收斂速度快等優(yōu)點(diǎn),以實(shí)際工況為例進(jìn)行仿真模擬,選取有代表性節(jié)點(diǎn)的仿真計(jì)算結(jié)果并加以分析。仿真結(jié)果表明:該方法較好地解決了三維彎曲井眼中鉆柱與井壁接觸碰撞的復(fù)雜邊界條件問(wèn)題,在解決氣體鉆井鉆柱與井壁接觸非線性問(wèn)題的研究中具有良好的應(yīng)用前景。

·152·維修與改進(jìn)機(jī)械2014年增刊總第41卷 ——————————————— 收稿日期：2013－11－14 作者簡(jiǎn)介：鄧春強(qiáng)（1982－）男，四川廣漢人，本科，機(jī)械工程師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)（含石油機(jī)械）方面的研究工作。 5zb-2800型壓裂泵液力端閥箱改造分析 鄧春強(qiáng) （廣漢金鵬石油機(jī)械有限公司，四川廣漢618300） 摘要：5zb-2800型五缸柱塞泵采用泵體外置盤根盒，在使用過(guò)程中存在密封失效和閥箱壽命更換頻繁的 問(wèn)題。將閥箱于外置盤根盒設(shè)計(jì)成整體，不僅能延長(zhǎng)閥箱的使用壽命，還減少閥箱安裝時(shí)間及勞動(dòng)強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞：5zb-2800柱塞泵；壓裂泵；閥箱；改造 analysisof5zb-2800typefracturingpumphydraulicendvalveboxtransformation dengchun-qian

本文介紹了閘閥閥座受外壓作用的概念,并使用應(yīng)力分析設(shè)計(jì)方法對(duì)閘閥閥座進(jìn)行了應(yīng)力強(qiáng)度校核。

液壓式微量隔膜計(jì)量泵液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與普通隔膜計(jì)量泵完全不同,本文介紹了液壓式微量隔膜計(jì)量泵液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及內(nèi)循環(huán)液壓回路的設(shè)計(jì)、主要件工藝要求、試驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況等。

鉆井泵是石油鉆井的主要設(shè)備之一,用于循環(huán)泥漿。鉆井泵閥箱有兩個(gè)同軸線的錐孔,其功用是安裝閥座(圖1)。由于鉆井泥漿壓力很高,可達(dá)30～40mpa,加之閥盤2關(guān)閉時(shí)的沖擊,錐面受力很大,錐面的強(qiáng)化處理便成了閥箱5修理中的關(guān)鍵問(wèn)題。為此,我們自制了閥箱錐孔的簡(jiǎn)易滾壓裝置,利用z3080鉆床進(jìn)行滾壓加工,效果良好。

鉆井泵閥箱錐孔簡(jiǎn)易滾壓裝置

如何確定閘閥閘板與閥座的接觸面

針對(duì)石油鉆井泵閥體高頻淬火工藝要求，選用紅外測(cè)溫傳感器測(cè)量石油鉆井泵閥體的淬火溫度，采用8031單片機(jī)自動(dòng)控制溫度，并可隨時(shí)打印溫度值，工件計(jì)數(shù)值，該系統(tǒng)控制精度高，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行效果良好。

三缸鉆井泵主軸軸承蓋與軸承座聯(lián)接螺柱的強(qiáng)...