压裂泵泵阀微观失效机理探讨

借助于扫描电镜观察分析了失效压裂泵泵阀,发现其微观破坏形式有冲蚀波纹、疲劳剥落、犁削沟槽及脆性断裂,详细分析并阐述了产生各种破坏形式的机理,在此基础上,提出了相应的解决途径。

压裂泵泵阀失效分析

对U类和O类泵阀的失效分析表明,压裂泵泵阀受高压冲击载荷和高含砂高酸度压裂酸化液冲蚀作用,产生磨料磨损、冲蚀磨损和疲劳磨损,导致密封失效,使用寿命低。为提高泵阀使用寿命,应优化阀锥角、阀盘结构及密封胶圈形状;选用合适的泵阀材料和热处理工艺,提高泵阀心部硬度,增加高硬度层厚度,改善其使用性能。

泥浆泵双金属缸套磨损失效机理及其材质匹配试验

对现场收集的用于不同地层使用寿命不等的１０支高铬铸铁失效缸套，进行金相分析、扫描电镜表面形貌分析和磨屑的铁谱分析。进而对高铬铸铁缸套的磨损失效过程及起主导作用的磨损机理进行了详细阐述，得出了一些新的具有理论价值的认识。根据这些认识对缸套材质进行了合理的匹配试验研究。经现场试验表明，将现行缸套含铬量降低５０％左右，其寿命不变，而成本却下降１７．８％，为开发新型缸套和降低成本提供了理论依据。

优质压裂泵泵阀分析

压裂泵是油气增产的关键设备之一。由于工作条件相当恶劣,压裂泵的易损件——阀的使用寿命相当低,甚至于不足以完成一次作业(约2.5小时).为了提高泵阀使用寿命,收集现场使用的优质泵阀,进行材质、金相、宏观和微观失效分析,从中得出一些有益的认识,用来改进国产泵阀、提高其使用寿命以适应压裂酸化工艺的发展是有必要的。

钻井泵缸套材料磨料—腐蚀磨损实验研究

在实验研究中使用电化学测试技术和磨损试验方法,实现了磨损与腐蚀率的同时测量,提出了一种研究磨料——腐蚀磨损的定量分析方法。大量的试验结果表明,在各种介质中,磨损与腐蚀都存在不同程度的相互作用,材料的总磨损量不只是其二者的线性迭加,而产生了一增量:石油钻井泥浆介质的增量达材料磨料——腐蚀磨损总量的20％左右,碱性介质5％左右,盐性介质12％左右,而在PH5以下的酸性介质竟达80％左右,此时高铬铸铁耐磨性也不能满足钻井工况(H_2S地层),故研制陶瓷缸套是有现实意义的。

新型钻井泵动力端优化设计探讨

针对新型钻井泵十字头导板偏磨严重的问题,进行了结构分析和相关尺寸的优化计算,其结果表明,钻井泵动力端采用偏置式结构,其载荷特性明显优于对心式结构,能使十字头外摩擦副正压力降低66％,可有效地防止十字头导板的偏磨。

新型耐磨缸套材料性能试验

针对现用高铬铸铁缸套材料成本较高问题,设计了一系列共晶碳化物量一定而铬碳比不同的铬系铸铁,对其金相组织、热处理工艺、机加工性能及其在不同介质条件下的抗磨料磨损性能进行了试验研究。试验结果表明,将现用高铬铸铁缸套材料含铬量降低50％是可行的,这可作为研制开发新型缸套材料的理论依据。

钻井泵高铬铸铁缸套磨损失效机理研究

本文对现场收集的用于不同地层,使用寿命不等的10只高铬铸铁失效缸套进行解剖分析。它包括每只缸套的金相显微分析,扫描电镜下的上万个试场表面形貌分析和对现场钻井液中磨屑的铁谱分析。进而对高铬铸铁缸套的失效过程和起主导作用的机理进行了详细阐述。

高铬铸铁钻井泵缸套之磨损机理与新型缸套的研究

本文对不同地区使用失效的10只高铬铸铁钻井泵缸套严重磨损表面进行了金相分析、扫描电子显微镜形貌分析和磨屑的铁谱分析,进而对缸套的磨损失效过程和起主导作用的磨损机理作了探讨,提出了具有一定理论价值和实用意义的新观点。文章根据缸套材质的匹配试验结果指出,缸套的含Cr量以10％(ωt)左右为最佳,既能保证其具有良好的耐磨性而延长使用寿命,又能减少Cr的用量而使成本降低17.85％。按照本文提供的数据资料制造的新型钻井泵缸套已经在四川石油管理局川西南矿区投入使用,效果良好。