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．     

抽油泵泵阀运动规律研究

在用三元振动求出柱塞，泵筒运动规律的基础上，用空间运动理论对泵阀的运动规律进行了研究，并用微机进行了编程计算，通过不同参数泵阀运动规律影响的分析，得出了降低成本，提高泵阀组件寿命，提高泵效的措施。     

抽油泵泵阀运动规律研究

在用三元振动求出柱塞、泵筒运动规律的基础上，用空间运动理论对泵阀的运动规律进行了研究，并用微机进行了编程计算．通过不同参数对泵阀运动规律影响的分析，得出了降低成本、提高泵阀组件寿命、提高泵效的措施．     

软柱塞密封泵的研制与应用

针对机采井检泵作业成本高,工序复杂的问题,开展了软密封柱塞抽油泵研制,探索降低作业及抽油泵成本新思路。软密封柱塞抽油泵主要特点在材质的优选上,通过大量的室内实验,优选出了一种耐磨、耐压、耐热、抗老化性能好的材质聚醚醚酮,用它作为柱塞泵密封环,将常规柱塞泵活塞与泵筒的钢体之间的硬摩擦转变成了密封环与泵筒的软摩擦,大大减少了柱塞往复运动时对泵筒的磨损;在结构设计上,应用图版法设计软柱塞密封泵的允许最大间隙,再以铜体泵的标准精确设计柱塞与泵筒之间的间隙,到达了软密封的效果。     

深水环境下压力补偿泵柱塞副的润滑特性分析

压力补偿式柱塞泵可较好地适应深水极端环境,但深水极端环境会使柱塞副的润滑特性发生改变,影响其水下工作性能和应用范围。以压力补偿泵柱塞副油膜的润滑特性为研究对象,考虑深水温度、压力等环境因素对黏度、密度等介质属性的影响,建立深水环境下柱塞副油膜的数值模型,提出在柱塞偏心方向采用坐标轮换寻优和有限差分离散有机结合的方法求解柱塞副膜厚等表征润滑特性的参数。结果表明,在水深1 000 m,主轴转角约90°时,柱塞副油膜出现小于1 μm的极薄区域,且压力极差达80 MPa。改变主轴转速和斜盘倾角时,泄漏量和轴向摩擦力的变化较大气工况下更显著。不同水深下,轴向摩擦力与水深间呈正相关变化,泄漏量的变化则相反。相关研究可为深水环境下泵柱塞副的设计和开发提供有益参考。     

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。     

同井注采泵抽系统抽油杆柱纵向振动与悬点示功图仿真模型

由于同井注采泵抽系统抽油杆柱受到双泵柱塞载荷的共同作用,现有的抽油杆柱单泵力学模型不能用于同井注采双泵力学模型的研究,需要在抽油杆柱单泵力学模型的基础上进一步改进和完善。鉴于此,综合考虑柱塞的运动规律、泵筒内流体的可压缩性及泵筒内气体等因素的影响,建立了抽油泵柱塞载荷仿真模型。基于同井注采系统双柱塞载荷作用下的抽油杆柱工作原理,建立了双柱塞载荷作用下的抽油杆柱纵向振动仿真模型。仿真结果表明:仿真悬点最大载荷与实测悬点最大载荷误差仅为2.35%,验证了计算模型的正确性,而且悬点最大载荷随着气油比R_(GO)的增大而减小,悬点最小载荷随着气油比R_(GO)的增大而增大。     

柱塞副温度场数学建模与性能分析

为完善轴向柱塞泵柱塞副性能分析理论体系,针对温度分布影响柱塞副性能问题进行研究,建立瞬时油膜厚度场、压力场和温度场模型以及柱塞副摩擦与泄漏模型,采用交错网格技术划分油膜网格,采用有限体积法求解能量方程和雷诺方程,以MATLAB仿真软件为依托耦合各物理场模型和柱塞微运动特性,对柱塞副动态温度场进行数值求解。研究温度对油膜压力分布、柱塞副轴向摩擦力和泄漏量的影响,并分析油膜不同入口温度对柱塞副性能参数的影响规律。研究结果表明:温度变化数值计算结果与实验结果基本一致;在柱塞副中引入动态温度后油膜压力峰值明显降低,轴向摩擦力有所下降,但柱塞副泄漏量增加较快;控制油膜入口油温能有效提高柱塞副工作性能。     

轴向柱塞泵柱塞副的摩擦学特性及其表面织构化研究进展

【目的】为提升柱塞泵的性能、寿命与安全运行提供参考。【方法】从理论计算及仿真的角度综述了柱塞副的油膜特性，针对其厚度场、压力场和温度场进行了分析，概述了柱塞副的摩擦学特性、润滑介质和匹配材料对其摩擦学行为的影响，列举了具有更低磨损率的柱塞副匹配材料，阐述了表面织构的润滑减摩机理及表面织构的形状、面积率和尺寸及分布方式等因素对柱塞副摩擦学性能的影响。【结论】轴向柱塞泵是液压装备的核心元件，被称作液压系统的“心脏”。柱塞泵关键摩擦副服役状态下的磨损严重威胁着装备的可靠运行和长寿命服役安全，更是制约柱塞泵发展和应用的技术瓶颈。柱塞副是轴向柱塞泵中数量最多、最为关键的摩擦副之一，其摩擦学性能直接决定了柱塞泵的服役寿命。当柱塞副油膜润滑不良时，轴向柱塞泵会严重损坏。     

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...     

柱塞气举中柱塞运动分析

在综合考虑油藏特性、油井流入动态、柱塞—液柱特性、液柱以上气体、柱塞下气体的膨胀和摩阻影响等因素后,导出了柱塞运动的微分方程．利用数值求解得到柱塞运动的特性,这将有利于对柱塞气举的深入理解和柱塞气举的设计。     

混凝土泵车泵控系统建模仿真与特性分析

针对混凝土泵车系统中的关键核心液压元部件柱塞泵进行数字化建模仿真和验证分析.以锥形缸体斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,在对其运动规律和工作原理分析的基础上,采用空间几何的方法表征柱塞运动学特性和流量特性,利用AMESim仿真软件建立变量泵体柱塞模型.基于变量泵恒功率控制、恒压力控制及电液比例控制变排量原理等的分析,建立了包...     

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。     

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     

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。     

柱塞泵配流副三角槽的分析设计

本文分析了高压柱塞泵配流副三角槽的参数变化对泵的效率、柱塞腔的压力变化等的影响,为配流副三角槽的设计提供了参考。     

轴向柱塞泵滑靴副间隙泄漏及摩擦转矩特性

探讨了在不同柱塞腔压力、缸体转速和滑靴重心与球窝中心所组成的离心力臂作用下滑靴副间隙泄漏以及摩擦转矩的变化过程.结果表明:柱塞腔压力、缸体转速以及滑靴的离心力臂与其所受的正向压紧力、动压效应以及离心力矩密切相关,它们是影响滑靴副泄漏流量的重要参数;滑靴的摩擦力矩随泄漏流量的增大而增大.液压泵的实际泄漏流量和摩擦转矩损失随柱塞腔压力和缸体转速增大而增大,由于考虑配流副和柱塞副的泄漏与摩擦转矩损失,其实际测试结果较大;滑靴在泵的容积效率和机械效率损失方面所占的比重较小.     

柱塞油泵的流场数值研究

据柱塞油泵结构,结合柱塞和阀球运动模型,运用动网格技术和自编程profile模块对Fluent进行二次开发,实现了柱塞和阀球运动与流场的耦合求解。可以确定柱塞腔内部任意计算时刻流场状态,柱塞运动过程中柱塞内部流场演化、阀球运动和流场特性,为研究油泵提供了参考和依据。     

地面驱动式单螺杆泵抽油杆的动力学特性

应用Timoshenko梁－轴模型分析了单螺杆泵抽油杆的动力学特性,根据Timoshenko梁－轴模型的运动方程得出了单螺杆泵抽油杆运动方程的解。该分析方法可求出抽油杆作涡动时的变形,有效地了解抽油杆的动力特性。这种方法用于从理论上分析地面驱动式单螺杆泵抽油杆动力学特性,还必须进行实际验证。     

柱塞副微运动轨迹及微倒角对其影响分析

针对轴向柱塞泵柱塞副由于接触造成的磨损问题,建立了柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值仿真模型,在此基础上分析了柱塞在缸体孔内微运动轨迹及柱塞与缸体接触状态.提出了柱塞微深度倒角的结构改进措施,通过仿真对比了不同尺寸倒角对接触程度的影响.结果表明:微深度倒角有利于减少柱塞与缸体孔的接触,倒角深度对减少接触的作用比倒角长度更加明显;所提出的数值模型和改进措施有利于实现柱塞泵的优化设计,通过降低柱塞副的磨损最终提高柱塞泵的寿命和可靠性.