水力保护式钻井泵活塞现场试验评析

采用活塞试验装置对水力保护式活塞与几种国产普通活塞在钻井现场作了对比试验，在相同工况下测试了泵缸工作温度、活塞使用寿命、钻井波含砂量等参数。对试验数据和活塞破坏形式的综合分析表明，利用液体冲洗缸壁，阻止磨硕性颗粒进入摩擦副，从而提高活塞和缸套寿命的水力保护原理是可行的；水力保护式活塞具有寿命长、活塞一缸套摩擦副冷却效果好、泵的机械效率高及对钻井液含砂量不敏感等优点。同时也证明采用大直径球面活塞心来减小活塞心与缸套间的间隙可有效地防止活塞的偏磨，提高抗啃伤寿命。     

地质勘探用隔离泥砂的囊式钻井泵

地质勘探用的高压钻井泵多为往复式活塞泵 ,钻井液直接进入缸套 ,其中的泥砂对缸套和活塞的磨粒磨损相当严重。针对这种状况 ,开发了地质勘探用隔离泥砂的囊式钻井泵 ,它采用一种改进的泥砂不进入活塞和缸套的结构 ,即在缸头位置安装塑胶隔砂囊 ,隔离泥砂 ,隔砂囊内充满机油或液压油 ,使活塞和缸套处于全润滑状态 ,高压密封性改善 ,不会被钻井液中的砂粒损伤 ,不必频繁更换缸套和活塞 ,使用寿命增加几十倍 ,甚至百倍以上 ;动力机组功率显著降低 ,试验和应用中动力节省 40 %～ 5 5 %。     

关于提高钻井泵活塞质量的基本对策

明确指出了钻井泵活塞的平均寿命与工作泵压的２次方及泵速的１次方成反比，少塞芯子法兰与缸套之间的偏磨造成缸套磨出纵向沟槽，进而撕裂活塞皮碗。提出了提高钻井泵活塞质量的４条对策，付储于实践并取得了良好的效益。     

对置活塞钻井泵机构原理及运动学分析

合理降低钻井泵冲次可以提高钻井泵内活塞、活塞皮碗、缸套、泵阀等易损件的工作寿命,提高钻井泵可靠性,从而缩减钻井泵停车检修时间,提升钻井泵作业效率。提出了一种对置活塞结构泵,介绍了其结构及工作原理。与传统活塞钻井泵相比,在相同钻进作业流量需求场合,对置活塞泵冲次可以大大降低,理论上可减小50%;通过动力学分析软件的运动学仿真分析得出,对置活塞泵活塞速度幅值变化量减小50%,速度曲线波动程度减弱;加速度幅值变化量减小75%,加速度曲线波动程度减弱。在相同流量需求场合,对置活塞泵冲次更低,运转更加平稳。     

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。     

宝鸡石油机械有限责任公司

2200hp高压钻井泵（编号2008C013） F-2200HL钻井泵是宝石机械公司自主研发的国内压力级别高、功率大的泥浆循环钻井泵。采用52MPa工作压力双金属缸套活塞结构,性能指标与世界知名品牌泵相当。该泵的研制成功,满足了我国特深井、大位移井和深水海洋钻井对高压泵的需求。     

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。     

钻井泵液体保护密封系统寿命之确定

对全苏石油机械科学研究院(BHИИHEΦTEMAШ)设计的带有液体保护系统的缸套活塞之钻井泵工作能力的考验,保护液之选择(20工业油)以及保护活塞最优压差确定(在此压差下,可保证油漏失最小而磨损均匀)为12公斤/厘米~2等,所有这些使试验工作进入了第二阶段即确定个别零件和整个系统之寿命的阶段。     

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     

钻井泵橡胶活塞摩擦及温度特性的研究

本文作者用流体动力润滑理论逆解法对钻井泵橡胶活塞的摩擦特性进行了理论研究,用有限单元法计算了活塞的稳态温度场,并在现场实际工况下实测了三缸单作用泵3NB-80活塞的摩擦力及温度场.理论及试验研究结果均表明:活塞在工作中处于混合润滑状态,泥浆中的特细颗粒能够进入活塞与缸套的接触表面,形成磨砺性磨损.活塞和缸套相对运动过程中所消耗的摩擦功不仅使泵的机械效率明显降低,而且也使活塞的温升达到可观的数值.     

单作用钻井泵缸套活塞付的液体保护系统的结构

1965年莫斯科石油化工与天然气工业学院(MИHXиГП)曾研制了单作用钻井泵缸套活塞液体保护系统的结构(见图1)。这种结构未能实现,其主要原因是由于该系统使泵之液力端较目前采用的泵更为复杂,同时这种泵制造、维护及配件供应较困难。     

海洋钻修平台RGF-800钻井泵组的研制

为满足金县1-1油田CEPA/CEPB钻修井机作业需求,研制了交流变频电动机驱动的RGF-800钻井泵组。该钻井泵组的传动系统通过全封闭式链条箱传递动力,采用PLC闭环控制,自适应能力强,用NOV公司的弹簧自动复位式安全阀代替传统的剪切销安全阀,消除了设备可能出现的不安全因素;采用交流变频电动机恒扭矩段覆盖钻井泵的最高冲次,可大大减少现场换活塞缸套的次数,减轻工人的劳动强度。试验及应用表明,RGF-800钻井泵组各系统运行稳定,传动效率比机械驱动约提高16%,可无级调速,提高钻井效率,降低消耗18%～20%。     

激光表面处理技术在钻井泵缸套上的应用研究

从缸套磨损机理出发,指出提高缸套的使用寿命主要是提高缸套的表面硬度。讨论了激光表面处理技术在提高钻井泵缸套表面硬度方面的应用,展示了激光这一高新技术在钻井泵缸套表面强化方面的应用前景。     

可拆式钻井泵双金属缸套

介绍一种可拆式钻井泵双金属缸套的结构、技术参数、受力分析及现场应用情况。     

一种变冲程新型钻井泵

已设计出新一代的钻井泥浆泵,且对其样机作了全面测试。测试结果证明这种新的设计原理是可行的。 这种钻井泵通过改变冲程(不变速)来控制流量,因此可不使用硅可控整流器(SCR)系统;采用的一种泵隔膜不使钻井液与活塞和缸套接触,因此没有缸套磨损问题;减少了流量的脉动,与流量无关的、固定的脉动频率为涡轮钻具和随钻测量提供理想的工况。     

钻井泵活塞的功能及使用寿命

<正> 现场使用和实验室试验证明,钻井泵活塞的寿命取决于活塞的材料、几何形状和尺寸及使用因素。本文对活塞各部分的作用进行分析,寻求活塞的设计准则和正确合理的使用方法,以提高活塞的使用寿命,获取良好的经济效益。 钻井泵活塞的寿命与其结构和尺寸有很大关系。西南石油学院、四川石油管理局钻井泵     

钻井泵陶瓷缸套的研制现状与应用

在硬岩层、深井、超深井及海上钻井时 ,寿命长且性能价格比合理的钻井泵缸套倍受欢迎。由于工程陶瓷具有高硬度、高耐磨性 ,耐高温、耐腐蚀、摩擦系数小等优点 ,用其制造钻井泵缸套比较合适。综合介绍了自蔓延陶瓷缸套、陶瓷镀膜缸套和陶瓷衬缸套。这 3类陶瓷缸套均采用了外层是钢、内层是陶瓷的复合结构并成功解决了钢外层与陶瓷层的牢固结合问题 ,这样在发挥陶瓷优点的同时 ,也弥补了陶瓷易脆断和强度低的不足。     

钻井泵橡胶活塞温度场的试验研究

为提高钻井泵橡胶活塞的使用寿命,在现场测试了三缸单作用钻井泵橡胶活塞在三种不同工况下的温度场,结果表明:橡胶活塞的高压密封区温度最高;泵压是导致活塞温升的主要因素,环境温度、钻井液温度和冷却水温度对活塞温升也有一定影响。实测活塞稳态温度场与用有限元法计算出的稳态温度场基本吻合。     

四种新型泵活塞

1.陶瓷缸套活塞:近年来,美国石油国家工业公司,第一个研制了用于陶瓷缸套的活塞。该活塞是由合成橡胶材料制成的,在正常钻井使用中,它具有较高的抗化学腐蚀和抗高温的能力。为保护活塞橡胶,开始使用时,在外表面上涂一层合成润滑脂。在活塞橡胶内有一个专门设计的抗挤压装置。根据直径的大小确定其膨胀量。陶瓷缸套活塞是整体使用的。该活塞经现场使用,具有较高的使用寿命。     

冷却方式对泥浆泵活塞工作温度的影响

活塞是泥浆泵的主要易损件。它的失效主要与活塞的工作温度、活塞与缸套之间的摩擦力等因素有关。通过在不同泵压、不同冲次、不同冷却条件下,对活塞与缸套之间的摩擦力和活塞表面工作温度的实验研究,得出了冷却缸套可明显降低活塞表面温度等结论。