非常规油气田压裂作业阀箱的结构创新

当前非常规油气田压裂作业对压裂泵阀箱提出了更高的性能要求,常规压裂泵阀箱因使用寿命短,可靠性偏低,已经难以满足非常规油气田的恶劣工况。针对这种情况,文章提出了通过采用新型双导向杆阀结构内腔设计来提高阀箱本体的有效壁厚,降低工作应力,进而提高阀箱的抗疲劳损坏能力,获得更高的使用寿命;此外还通过采用柱塞缸套与阀箱本体一体化的结构设计,移除了原分体式柱塞缸套与阀箱本体处的一道橡胶密封,从而减少阀箱工作时的渗漏点,有效提升阀箱工作时柱塞密封的可靠性。新型压裂泵阀箱已经在非常规油气田的实际工业使用中取得了良好的效果,阀箱的使用寿命及工作可靠性都得以明显提升,这些结构创新值得在压裂泵阀箱的制造中推广应用。     

压裂泵柱塞密封的改进设计

压裂泵柱塞密封性能好坏与使用寿命的长短直接影响压裂酸化作业的正常实施，密封不良将带来很大的维护工作量。为适应油气井增产的需要，对OPI 1800AWS型压裂泵柱塞密封的结构特点进行了分析，并结合生产和应用实际分析了柱塞密封失效和泄漏的原因，提出了一种油田压裂用柱塞密封的结构改造方案，即通过提高柱塞表面质量，优选密封圈材质，改进密封圈的结构，增加擦拭环，保证柱塞往复运动时与缸套的同轴度，可以提高摩擦副的密封效果和延长柱塞密封的使用寿命。柱塞密封结构改造后，柱塞寿命提高到15个月，密封圈寿命延长了２倍。     

压裂泵柱塞密封副研究

对压裂泵柱塞密封副失效原因进行了分析研究,对密封圈进行了有限元计算分析,在此基础上,对密封圈的材料和结构进行了改进设计。通过 磨损,对柱塞表面强化材料进行了筛选,制订了相应的柱塞表面强化工艺。．     

压裂泵柱塞密封副轴向压力分布的研究

V形密封是油田用压裂泵液力端的关键零件之一一,其密封的好坏直接影响泵整机的正常运行和工作效率,是泵性能好坏的一个重要指标.文章对压裂泵液力端V形密封轴向压力分布从理论和试验两方面进行分析和测试,并由轴向压力分布曲线探讨V形密封失效和圈数确定的问题。结果表明,当柱塞往复运动时,在密封圈工作范围内,最大压降发生在最外一道密封圈,而且在靠牵气侧的一小段上急剧下降。这种密封结构适合较高压力的密封,而不适合低压密封。V形密封圈数的增加或减少,不能改变最外一道密封圈的损坏情况。为柱塞密封副的设计提供理论依据。     

软密封柱塞防偏磨抽油管柱设计

1．软密封柱塞抽油泵 (1)软密封柱塞抽油泵结构及特点。软密封 柱塞泵包括泵筒、软密封柱塞两部分。柱塞由钢体 骨架、复合有机耐磨软密封环、尼龙辅助密封环、 隔离钢体等组成(见图1)。该泵主要特点是靠软 密封环实现动密封,密封环设计成碗状,与泵筒过 盈配合密封,具有较高的密封性能。该泵具有三方 面技术优势:一是柱塞钢体表面无需做硬化处理, 加工及装配容易,可降低工具加工成本;二是在检     

压裂泵往复密封性能及机理研究

根据流体动压润滑理论，对压裂泵柱塞密封摩擦副的润滑机理进行了理论分析。在排出和吸入行程，柱塞密封摩擦副均能满足流体动压润滑的条件，即在柱塞与密封界面上能形成并保持一定厚度的油膜润滑密封，从而达到减小摩擦提高寿命的目的；建立了摩擦界面油膜厚度和泄漏量的计算公式。利用有限元法理论，对密封圈的压力沿轴向的分布规律、泄漏量与压力变化关系进行了模拟计算。对往复密封圈沿轴向压力分布、泄漏量随压力变化进行了测试；试验结果表明，建立的计算模型具有较高的计算精度，揭示了压裂泵的密封机理。     

柱塞式注水泵技术改进与应用分析

针对油田现场注水泵易损件寿命短的问题,对柱塞式注水泵进行了技术改进。主要改进措施包括:1柱塞填料密封结构及材料的改进,即在柱塞填料密封函体结构中增设密封介质腔,通过密封腔介质对柱塞产生润滑作用,减小柱塞与填料间的摩擦,同时采用带有自补偿功能的组合填料密封结构,以延长柱塞和填料的使用寿命;2对柱塞喷涂材料进行改进,即选用45#钢基材表面超音速喷涂Ni60/WC复合金属涂层柱塞,并采用柱塞自动调心结构,提高柱塞的耐磨蚀性能,同时减小柱塞与密封件的偏磨;3采用螺旋导向复合密封锥型组合阀组替代原立式上下分体阀,延长泵阀的使用寿命。现场应用结果表明,改进后的注水泵柱塞、填料和泵阀平均寿命普遍延长,泵机组效率显著提高,注水泵运行成本降低,经济效益明显。     

新型外环流转子活塞油气混输泵

针对传统的外环流转子活塞油气混输泵运行时存在易产生气阻、密封易失效、可靠性差和效率低等问题,对其结构做了4个方面的优化改进:(1)将悬臂式结构改进为简支式结构;(2)设计了转子平衡装置;(3)优化设计转子型线;(4)将箱体和泵体优化设计成一体。改进后新型泵的型式试验和近1年的现场运行状况表明,该泵有效地降低了轴承和转子部件的受力,改善了机械密封运行条件,缩小了密封间隙,防止了输气工况下产生的气阻现象,大大提高了油气混输的效率和可靠性。     

影响500压裂泵易损件寿命的因素及应采取的措施(上)

<正> 500型加砂压裂泵的易损零件,指的是液力端的基础件——阀胶皮、阀体、阀座、柱塞和柱塞密封盘根。近年来由于生产技术的进展,柱塞工作寿命已达80小时以上,而每台泵机组一年工作不超过100小时,因此,它有从易损件清单中除名的可能。 目前,阀胶皮寿命在10小时左右,阀盘20～30小时,阀座、盘根在40小时以上。     

往复式高压柱塞泵密封系统的改进与应用

往复式高压柱塞泵在工业化工生产中的应用非常广泛,但是由于工业化工多应用处理后的污水,导致柱塞泵的工作条件较差。本文对柱塞泵的故障停泵进行了统计分析,发现柱塞密封系统故障是导致停泵的主要原因,针对柱塞密封系统失效的原因,对柱塞密封系统进行了改进,改进后的密封系统,可以在不停泵的情况下加注机油,减少柱塞、盘根的磨损,提高了柱塞泵的运行时率,降低了工作强度和运行费用。     

高温油泵串级波纹管密封改造

近年来,石化行业高温油泵泄漏着火事故主要原因就是密封泄漏.分析了某炼油厂炼油装置高温油泵单端面波纹管密封泄漏的原因,包括密封面磨损、波纹管失弹、密封面热裂等.根据对单端面密封使用效果及隐患的分析,对高温油泵进行改造,包括机械密封的冲洗方案由PLAN32＋ 62改为PLAN32＋ 53B和将单端面波纹管机械密封改为串级双端面波纹管机械密封.详细介绍了改造的结构特点和技术优势,冲洗方案的改造极大地改善了密封的工作环境,使密封的使用寿命显著延长;串级波纹管机械密封的改造为油泵增加了一道防泄漏措施,并能够提前预判密封可能存在的故障,保证了密封的安全可靠运行.现场使用效果表明：高温油泵波纹管串联式机械密封使用寿命长、安全可靠、密封冷却效果好.     

压裂车柱塞泵曲轴箱窜入酸液原因及改进措施

700型压裂车的3PCF300型三缸单作用卧式柱塞泵存在酸液窜入曲轴箱的现象。为此，对柱塞泵柱塞和密封圈的结构进行了改造，即将密封圈的唇口V形张角由90。增至120，背部尖角形改为半圆形，安装时将由填充聚四氯乙烯和26型氟橡胶制成的密封圈交互排列；将原三位一体的柱塞改为整体柱塞，柱塞表面渗硼调质后再抛光。近2年的使用实践证明，经改造密封圈和柱塞的柱塞泵，未发生柱塞与泵头碰撞和酸液窜入曲轴箱的现象，且柱塞寿命由原来的3－4个月提高到10－12个月，密封圈寿命由500小时提高到1100小时。     

万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析及改进

钻井泥浆泵柱塞密封性能的好坏与使用寿命的长短直接影响到高压泥浆泵的工作性能及质量。为了弄清高压钻井泥浆泵柱塞密封圈的失效形式、原因及机理,进一步提高钻井泥浆泵柱塞密封圈的寿命,对万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析。结果表明, 高压钻井泥浆泵柱塞密封主要的失效形式为：扭曲变形、老化、磨损、撕裂与断裂等。主要影响因素是温度过高,散热不好,引起密封圈老化,密封材料丧失性能,其次是钻井液等颗粒的进入,对密封面进行不断的磨损,导致密封圈损坏。建议从密封圈的材料、结构设计、组合数量以及冷却装置等方面进行技术改进来提高高压钻井泥浆泵柱塞密封的性能和使用寿命。     

液压反馈自封高效节能柱塞泵的研究与应用

针对目前采用的柱塞泵摩阻大、漏失大、寿命短等问题，提出了一种新型液压反馈高效节能自封柱塞泵（HSP）。该泵的柱塞芯由中部开有若干个径向槽孔的金属管制成，柱塞上装有一个弹性伸缩套，套在中心筛管柱塞芯上，在弹性伸缩套外面套有若干个耐磨的密封环。上行程时柱塞内部的流体压力作用到胶套内表面上使之向外膨胀，使密封环始终压在泵筒内壁上，形成良好的密封；下行程时弹性伸缩套恢复原状，柱塞和泵筒之间产生间隙。通过有限元力学分析，证明该泵克服了常规柱塞泵摩阻大、效率低、寿命短等不足。室内试验表明该泵实现了下行“无”摩阻，上行自封“无”漏失，专用耐磨环实现了长寿命的目的。现场试验表明，在供液条件充足的情况下，该泵泵效达到60%~80%，可高效节能连续工作2 年以上。     

190柴油机水泵机械密封的改进

190系列柴油机水泵采用的SB-28型机械密封，因其动环和静环的配合是面接触，而且是单道密封，经高速运转后配合面磨损，橡胶件老化，最终导致密封失效而产生泄漏。频繁更换密封也难彻底排除故障。据此，将原密封改进成为机械式双密封，即由夹布胶木封水环与水泵衬座的配合面，以及油封与水泵轴的配合面，形成两道密封线，有效地提高了水泵的密封性能。密封平均寿命由原来的不足3000／小时提高到10000多小时。只要将水泵壳体座52~(+0.03)mm孔按水泵衬座外径尺寸镗至55~(+0.06)mm，即可换装改进后的密封。     

压裂用大功率五缸柱塞泵的研制

随着油田压裂工艺的发展,大功率的柱塞泵越来越成为压裂作业的发展趋势,为此,研制了SJ2500五缸柱塞泵。这种泵具有压力高、排量大、性能可靠、结构紧凑、操作灵活等特点,采用一种柱塞的性能参数(压力、排量)可覆盖目前所有固井、压裂用三缸柱塞泵在各种柱塞时的性能参数,是油田酸化压裂作业的理想设备。该泵于2006年7月在美国德克萨斯州井场工作,其噪声等级低于现场其它泵,经过354h的现场施工,整个泵运行状态良好,美国用户对泵的整个操作很满意。     

胜利油田蒸汽驱生产井高效举升配套技术

胜利油田蒸汽驱生产井产液温度高、H2S含量高、出砂、结垢，导致举升系统腐蚀、泵效低、卡泵等问题突出，针对这一现状，开展了蒸汽驱生产井高效举升配套技术研究。通过结构改进和参数的优化设计提高了抽油泵及井口密封装置的适应性，通过有限元模拟分析优化了抽油泵泵筒及柱塞间的密封间隙，运用高温高压试验优选了抽油泵阀副的材质，以适应高温条件下柱塞泵筒的密封需求。通过优化结构、优选密封盘根材质和耐高温防腐光杆，形成了耐高温防腐光杆密封技术。室内试验证明，研发的有杆泵举升配套工具在泵挂处温度200℃、井口温度170℃时仍能保持良好的性能；现场应用58井次，最长生产896 d且持续有效，检泵周期平均延长207 d，减少换盘根82次，泵效平均提高9.2%，单井平均日增油0.7 t。研究结果表明，蒸汽驱生产井高效举升配套技术能够有效解决蒸汽驱油井的腐蚀、卡泵等问题，提效增油效果明显，应用前景广阔。      

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。