软密封柱塞泵的设计研究

本文针对机采井作业成本高,工序复杂的问题,开展了软密封柱塞抽油泵研究,探索降低作业及抽油泵成本新思路。软密封柱塞抽油泵采用聚醚醚酮作为柱塞泵密封环,改变了常规柱塞泵活塞与泵筒的刚体之间的硬摩擦,大大减少了柱塞往复运动时对泵筒的磨损,实现了检泵作业时只更换柱塞即可完成检泵作业,从而达到即节省泵筒、又节省作业费用的目的。截至2009年共进行现场试验20口井,平均免修期达到378天,最长免修期达到509天,取得了较好的现场应用效果。     

抽油泵防卡装置延长油井免修期

由于油管衬里脱落导致抽油泵磨损及卡泵,缩短抽油泵的使用寿命,工作量和作业费用大大增加。抽油泵防卡装置就是利用优质的聚四氟乙烯,加工成与泵衬套微过盈配合的密封段,安装在柱塞和上游动凡尔罩之间的连接接头上。当砂子和玻璃渣子等杂质掉在防卡装置上,使之不能进入柱塞和深井泵工作筒之间的间隙内造成泵的磨损及卡泵,延长抽油泵的使用寿命。其上部是一个螺旋上游动凡尔罩,工作时产生旋转液流,冲刷防卡装置上的杂质,使之处于悬浮状态,并随产出液带出井筒。     

新型小直径抽油泵带槽间隙密封性能研究

新型小直径抽油泵是一种针对低产井的产品,解决常规抽油泵低产时效率低、偏摩和泄漏大的问题。新型泵在泵柱塞表面设置矩形槽,与泵筒配合形成迷宫密封,这样可以调大柱塞与泵筒的配合间隙,减少了间隙泄漏及摩阻。为揭示此种迷宫密封结构的"增阻减漏"的机理,应用CFD技术对间隙密封结构进行了流体动力学特性仿真研究。计算表明,带槽间隙密封结构对泄漏流的流动起到阻碍作用,矩形槽具有耗散能量减小流压的作用。随着矩形槽个数增加,平均泄漏率呈递减规律,但当矩形槽个数达到一定值时,间隙泄漏率的减少并不明显。矩形槽开设在抽油泵进口附近时,密封效果更明显。笔者完善了抽油泵泄漏密封理论,为小直径抽油泵合理优化设计提供了科学指导方法。     

井下抽油泵运动副合理尺寸的选用

以流体动力学为基础，根据从柱塞－泵筒运动副在井底流场下的变形、柱塞－泵筒运动副的流体润滑特性、漏失特性和柱塞泵筒运动副的能耗特性，研究了柱塞－泵筒运动几何尺寸的合理选取方法和选取公式．结果表明，运动副在液压力作用下呈“Ｖ”字形，应注意防砂和排砂．下井后运动副的间隙值会有较大改变，地面试验的间隙值只能作为参考，同时应改进现有抽油泵试验台的模拟条件．柱塞的有效长度、柱塞－泵筒相对运动速度和柱塞－泵筒初始间隙是相互关联的三个因素，选取时应综合考虑井深、抽汲液粘度、井温、排量、加工成本和工作可靠性等影响，以取得较好的经济技术指标．     

浅析柱塞式油泵的故障鉴定与维修

国内油田大部分已进入了高含水开发期,常规柱塞抽油泵是主要的采油方式之一。由于高含砂、高含水、高矿化度、高温蒸气稠油开采、注聚合物开采及强腐蚀的介质环境等因素影响,柱塞泵井平均检泵周期越来越短,有的甚至不到30天就需要检泵,严重影响油田开发。根据柱塞抽油泵的失效原因,如油井出水、出砂、易腐蚀结垢注入物的注入、矿化度高、井底温度、出液介质腐蚀程度大、井身结构及柱塞抽油泵自身结构的不适应、柱塞与泵筒表面处理及表面材料不能满足需求等,作者对柱塞泵的故障坚定与维修做了简单的阐述。     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵柱塞副仿真分析

采用虚拟样机技术对轴向柱塞泵柱塞副进行仿真分析,介绍虚拟样机子模型,通过软件接口实现子模块之间数据传递,实现柱塞副仿真模型的液固耦合和刚柔耦合;建立试验平台,通过试验测试结果验证模型的正确性,证明轴向柱塞泵虚拟样机仿真平台对轴向柱塞泵设计有很强的指导作用.仿真分析柱塞泵负载压力等级、斜盘倾角以及柱塞副间隙对柱塞副性能的影响,表明柱塞副设计是限定轴向柱塞泵压力等级和最大斜盘倾角的重要因素,适当减小间隙油膜厚度可以降低柱塞副泄露损失和摩擦损失,并有助于提高柱塞副油膜承载能力.     

井下抽油泵运动副合理尺寸的选用

以流体动力学基础，根据从柱塞－泵筒运动副在井底流场下的变形、柱塞－泵筒运动副的流体润滑性、漏失特性和柱塞泵运动副的能耗特性，研究了柱塞－泵筒运动几何尺寸的合理选取方法和选取公式。     

基于微观尺度的石墨环密封性能提升研究

<正>石墨密封环广泛应用于高速转动副的端面密封。石墨环在力学性能方面,具有能够承受一定弯矩以及在压缩应力下抗变形和破坏的能力。柱塞泵轴尾处利用石墨材料的润滑性和耐磨性,采用石墨环密封组件形式,具有支撑传动轴并防止传动轴渗漏的作用。某型柱塞泵使用过程中,经常发现石墨环密封面有凹坑、磨损等问题,造成轴尾渗漏故障影响泵的使用性能。因此,需要对影响石墨环使用性能的因素进行分析与研究,通过对其密封原理和不同石墨材质密封带表面微观形貌的分析来找出一种新的密封材料,以达到提高密封环密封性能的目的。     

不同倾斜角度下抽油泵泵效室内试验

通过对常规泵在不同倾斜角度下的工作特性及阀球运动规律的研究,设计出改进型斜井抽油泵。并将两种泵的工作特性曲线进行对比,得到了两种抽油泵泵效开始降低的临界倾角,同时分析了倾斜角度和冲次对泵效的影响以及改进型斜井抽油泵泵效高于常规泵的原因。研究结果表明改进型斜井泵的内部结构的改进和材质的优选是泵效提高的主要因素。本研究成果为现场斜井泵优选和合理工作制度的制定提供依据。     

柱塞泵中柱塞摩擦副泄漏流量的分析

考虑到柱塞密封长度的变化，对柱塞与缸孔间环形间隙流动流量公式进行修正，得出修正系数的计算公式，为柱塞泵（马达）容积效率的分析和计算提供了方便。     

TDB径向柱塞泵的设计与研究──柱塞副两个基本公式的导出

本文分析了ＴＤＢ径向柱塞泵柱塞副及柱塞内腔无效容积引起的功率损失，导出了柱塞配合间隙及柱塞内腔颈部直径两个基本计算公式，它们为柱塞泵尤其是径向柱塞泵的设计提供了新的内容。图２，参４。     

离心泵平衡腔泄漏量和压力的计算与试验研究

基于后密封环和平衡孔泄漏量相等原理,推导出了平衡腔泄漏量和压力的数学模型．对不同后密封环间隙和平衡孔直径时的后密封环进口压力、平衡腔压力、平衡腔泄漏量进行了系统测试,结果发现：增大后密封环间隙对后泵腔有降压作用,而对平衡腔有增压作用;增大平衡孔直径,后泵腔压力和平衡腔压力有不同程度的降低,但当密封环间隙较小时后泵腔压降效果不明显．计算得到了后密封环流量系数和平衡孔流量系数与比面积的试验曲线,后密封环流量系数随比面积增大而增大,而平衡孔流量系数随比面积增大而减小．给出了流量系数比与比面积的试验曲线,该曲线反映了后密封环间隙和平衡孔直径对平衡腔压力的耦合调节作用,具有重要工程应用价值．     

基于静压支承原理的多作用恒流轴向柱塞泵柱塞侧倾力平衡结构

对多作用恒流轴向柱塞泵的柱塞副进行了受力分析,建立了柱塞副侧倾力数学模型.为减小柱塞因受侧倾力而导致的摩擦磨损,提出了一种静压支承结构并对采用静压支承的柱塞副侧倾力进行了数值仿真与对比分析,同时对静压支承结构进行了容积效率分析.结果表明该静压支承结构能有效减小柱塞副的侧倾力与摩擦磨损,且能满足柱塞副的密封要求.     

新型旋转抽砂泵在文中、文东油田的推广及应用

文中、文东油田经过三十余年的开采现已进入注水开发中后期,油井出砂问题日益严重,砂埋储层堵塞油流通道导致油井产能下降,且出砂易致井下工具磨损,使抽油泵失灵、柱塞与衬套间隙增大、泵效降低,必须上检泵作业以恢复正常生产。面对日益严重的油井出砂问题,该油田引进新型旋转抽砂泵技术,经过一年的现场应用取得良好效果,有效清除井筒沉砂,降低出砂对油井生产造成的影响,延长检泵周期,降低作业成本,同时该技术在实施过程中不污染储层,经济效益显著,具有较高的推广应用价值。     

同井注采配套工艺技术及应用效果

同井注采技术中存在采注泵、封隔器故障难以判断、柱塞故障率高、注采比调整困难等问题,为此研发同井注采井下工况检测方法、可调有效冲程及防气锁液力反馈泵、柱塞组件螺纹防脱技术等配套工艺技术。结果表明：基于载荷曲线法和回注系统完整性检测法的同井注采系统管柱系统故障诊断方法,现场应用458口井,故障识别率达100%;在改变有效冲程抽油泵在不动管柱、不改变冲程和冲次条件下,可实现注采率在1∶6～200∶1间调整,该泵采用螺纹防脱技术和防气锁反馈泵有效解决抽油泵柱塞及丝扣断裂等故障和切槽液力反馈泵气锁现象;防上浮封隔器和稳水器能缩短地层产出的原油充满泵吸入口至封隔器胶筒之间的油套环空的时间,缩短低含油井含水率稳定时间。     

泵轴填料密封中的可靠性实验研究

通过对泵轴填料密封的可靠性分析,找到了影响密封度的主要因素为压紧力、填料摩擦系数、初始间隙、密封环长度等－ 在实验研究的基础上对填料环进行了设计,用ＰＴＦＥ－ 聚苯酯（Ｅｋｏｎｏｌ） － 石墨自润滑复合材料做填料,测试表明,泵的性能明显提高,保证了密封的可靠性－ 表１ ,图６ ,参９－     

海水液压泵配流副关键技术的计算机仿真研究

柱塞配流是柱塞泵的一种新型配流机构，它具备端面配流和阀配流泵的优点，同时又避免了两者的缺陷，其应用前景十分看好。闭死容积的研究是柱塞配流海水液压泵的关键技术之一，本文主要研究：闭死容积密封长度的确定；困水过程的作用时间；配流过程数学模型的建立与仿真。其结果有助于泵配流机构的正确设计。     

斜柱塞斜盘式轴向柱塞泵柱塞的运动学及动力学特性分析

针对斜柱塞泵运动规律受到柱塞倾角的影响,较直柱塞泵更为复杂的特性,为了提高设计精度,在对斜柱塞泵柱塞的运动学及动力学特性进行传统的空间几何理论分析基础上,以A11VO190型斜柱塞泵为研究对象,用Pro/E软件和ADAMS软件制作A11VO190型泵的虚拟样机.分析柱塞的运动学特性,并与理论分析结果比较表明,理论推导的...     

高压往复动密封柱塞微扰摆动的稳定性分析

在高压往复单元中 ,滑动副之间经常会出现滑动不灵或卡死的现象。为了探讨问题的本质 ,本文针对柱塞、缸筒滑动副推导了非定常工况下的 Reynolds方程 ,并用数值法进行了求解 ,得到了柱塞受微扰摆动时描述油膜动态特征的刚性力矩及阻尼力矩的关系曲线 ,分析了系统的稳定性。结果表明 :柱塞受微扰摆动时系统是极不稳定的 ,油膜侧向力随柱塞表角的增大而增大 ,滑动副之间会因摩擦、磨损最终导致密封失效。在高压密封结构设计中 ,系统的对中性能和扶正能力仍然是优先考虑的问题     

斜盘式轴向柱塞泵磨损与润滑分析

摩擦与润滑直接影响着斜盘式柱塞泵的使用寿命,为延长其正常运行时间应尽量降低运行中存在的磨损.根据斜盘式柱塞泵的工作原理,其磨损主要存在于柱塞和缸体孔、滑靴与斜盘、缸体和配流盘三对摩擦副中,它们是影响柱塞泵工作性能和寿命的重要因素.着重分析了摩擦副之间磨损状况的影响因素,提出了几点相应的改进措施.