压裂泵阀箱自增强技术仿真研究

基于弹塑性自增强理论,对压裂泵阀箱进行了弹塑性有限元非线性研究,探讨了自增强技术和机械加工精度对阀箱疲劳寿命的影响。分析了不同自增强压力下的阀箱应力,确定了阀箱内腔相贯线处最佳自增强压力为420.6 MPa。对自增强前后阀箱的疲劳寿命进行预测结果表明:阀箱疲劳薄弱区位于内腔相贯线处,自增强后疲劳薄弱区向壁间转移,偏离了疲劳危险区域,阀箱内壁表面材料得到有效保护。自增强技术使阀箱应力峰值降低了30.61%,最低疲劳寿命提高了6.97倍。自增强技术与提高阀箱内腔表面加工精度的方法相比,前者对延长阀箱疲劳寿命效果更佳。

泵阀箱材质自增强与疲劳强度研究

以内壁带“V”型缺口的厚壁圆环为对象 ,对两种高压泵阀箱常用钢 4 3CrNi2MoVA、4 2CrMoA在自增强处理前后的疲劳寿命进行了理论分析与实验研究。首先用弹塑性有限元法计算了自增强后所形成的残余应力 ,发现自增强处理后在缺口根部所形成的残余应力有一最大值 ,有明显的残余应力集中现象。将稳定后的残余应力作为平均应力代入Goodman公式 ,求得等效相当应力幅后用来对自增强构件的疲劳寿命进行估算 ,所得结果与实验结果较为吻合。对自增强前后的构件进行对顶压缩疲劳实验 ,结果表明 :自增强处理后两种材料的构件疲劳寿命均可提高 5倍以上。

压裂泵阀箱用钢的示波冲击性能及动态断裂韧性

对30CrNi2MoV压裂泵阀箱用钢进行880℃淬火＋560～650℃回火的调质处理,在室温下进行了CharpyV型缺口示波冲击试验,通过SEM对各个回火温度下的冲击断口形貌进行了对比分析。实验结果表明30CrNi2MoV阀箱钢的延性断裂韧度、动态断裂韧度、裂纹扩展功、冲击功等关键指标均随回火温度的升高而升高。供货态试样断口为解理形貌;560℃回火断口形貌是准解理＋韧窝;590～650℃断口是韧窝形貌。冲击韧度和冲击断口形貌有良好的对应关系。

钻井泵阀箱密封面CO_2堆焊试验研究及应用

介绍了用CO_2堆焊35CrMo钢钻井泵阀箱密封面磨损修复工作,通过试验表明,采用Φ1.2mm的H08Mn2Si焊丝,以短路过渡CO_2焊法施焊,可以获得致密、耐磨的堆焊金属层。该法已成功地用于生产,取得了良好的经济效益。

压裂泵阀箱用30CrNi2MoV钢回火工艺研究

采用OM观察、拉伸试验、冲击试验等方法,研究了不同温度回火对30CrNi2MoV钢显微组织及性能的影响规律。结果表明:540℃回火处理后,30CrNi2MoV钢试样组织为铁素体和片状渗碳体,630℃回火时组织为铁素体与颗粒状碳化物的混合组织。在540~630℃范围内,随着回火温度的升高,铁素体基体重新结晶,片状渗碳体逐渐发生粗化、扩散,最后呈颗粒状,均匀分布在基体中,30CrNi2MoV钢试样的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率逐渐升高,冲击吸收能量先降低后升高。630℃回火后,30CrNi2MoV钢屈服强度满足压裂泵阀箱材料≥680 MPa的技术要求,且韧性最高,达到183 J/cm^2,可以更好地抵抗冲击应力,提高产品使用寿命。

压裂泵阀箱失效研究

压裂泵是油气田上产增存的主要设备,但其液力端阀箱却经常早期失效。通过对现场使用的各型压裂泵阀箱的综合对比分析,对阀箱基体常见失效准则进行了归纳,开展了阀箱失效模式的研究。综合现场失效数据分析,认为疲劳开裂是阀箱最主要和最危险的失效模式。

SL3NB1300型泥浆泵阀箱和曲柄总成修理方法

ＳＬ３ＮＢ１３００型泥浆泵阀箱和曲柄总成修理方法华北石油管理局第三钻井工程公司（河间市０６２４５０）杨文松一、泵阀箱常见裂纹部位及修理方法１．泵阀箱常见裂纹部位和产生裂纹原因在泥浆泵阀箱的长期使用中发现，部分泵阀箱是因为Ａ处（如图１）部位产生裂纹而报...

高温铁素体对17-4PH钢压裂泵阀箱寿命的影响分析

采用17-4PH钢制造的压裂泵阀箱,工况相同,材料的化学成分、力学性能相近,但是使用寿命差异巨大。利用失效分析方法,对正常寿命、不正常寿命件取样,进行试验对比分析,证实了高温铁素体的平均含量对于17-4PH钢压裂泵阀箱的使用寿命存在影响,特定位置的局部富集以及高温铁素体的晶粒大小也是17-4PH钢压裂泵阀箱的使用寿命的重要影响因素。对高温铁素体因为腐蚀因素造成压裂泵阀箱加速疲劳失效的原因进行了分析。建议对压裂泵阀箱用17-4PH钢中高温铁素体的指标进行规范。

适用于非常规油气田作业压裂泵阀箱(2300、2500、2800型)

适用于非常规油气田作业压裂泵阀箱(2300、2500、2800型)广泛应用于川渝地区页岩气田开发的压裂施工作业。该系列新型压裂泵阀箱通过材料、结构、制造工艺的创新,内腔结构采用适合双导向杆阀,整体式结构取代分体式结构,并应用了静压自增强处理技术、滚压处理技术、喷丸强化处理技术,具有耐(超)高压、工作稳定、安全性能高、使用寿命长等特点。在高压力、大排量、长时间持续施工作业的恶劣工况中,能够良好抵抗腐蚀及交变疲劳应力,在70~105MPa工作压力下使用寿命提高到200小时以上,工作时间超过国内同类产品30%以上,有效降低了作业成本。

泥浆泵阀箱焊接专用翻转架

1.制作的必要性长庆钻井总公司钻井速度持续提高,高泵压、大排量钻机以及与之配套使用的泥浆泵数量都不断增加,由此导致需要修复的泥浆泵阀箱数量猛增。泥浆泵阀箱主要由阀体以及安装在阀体上的专用单向阀、耐磨板和压盖等组成。其阀箱结构如图1所示。

石油压裂泵阀箱十字孔开裂原因分析及改进措施

采用化学成分分析、宏观检验、断口分析和显微组织观察,对4330钢石油压裂泵阀箱十字孔裂纹产生的原因进行了分析。结果表明：4330钢的洁净度高,十字孔裂纹处组织为回火索氏体＋少量未充分回火的板条马氏体,起始裂纹沿马氏体扩展。回火不充分是阀箱产生早期失效的主要原因。据此,提出了相应的改进措施,并取得了良好的效果。

淬火温度对30CrNi2MoV钢力学和耐蚀性能的影响

为了探索调质处理中淬火温度对新型压裂泵阀箱材料用钢30CrNi2MoV力学性能和耐蚀性能的影响,研究了3种热处理工艺:(1)相变点以下780℃淬火+620℃回火;(2)相变点附近830℃淬火+620℃回火;(3)相变点以上880℃淬火+620℃回火。并将3种工艺处理后的锻件与原始锻件性能进行对比。研究结果表明:原始锻件力学性能和耐腐蚀性能最差,经过热处理后其综合性能都得到较大幅度的提升;随淬火温度的增加,试样的强度和硬度随淬火温度的增加而增加,塑性降低;热处理后试样拉伸断裂属于韧性断裂;冲击性能在830℃淬火+620℃回火时达到最大,淬火温度为830℃时材料耐腐蚀性能最好。综合考虑力学性能和耐蚀性能,建议压裂泵阀箱用钢30CrNi2MoV在830℃左右进行淬火。

立足自我 面向市场 开发新产品

随着石油行业改革的纵深发展,传统的计划经济体制逐步向市场经济体制转轨,作为石油企业的基层三级单位,如何适应改革的需要?近年来,川中机械厂借助于油气公司的发展机遇,立足于"小",面向大市场,解放思想,深化改革,依靠科技,开发产品,不断增强自身活力,走出了一条适合自己的发展路子,逐步地摆脱了那种小企业、小市场、小经营的局面。1994年,在钻机修理任务严重不足,主导产品压裂阀箱销量直线下降的情况下。

碳化钨阀座在工厂化压裂的应用分析

随着我国非常规油气资源开发的不断深入,工厂化压裂模式作为非常规油气资源经济开发的有效的手段,迅速得以普及[1]。该模式施工过程中,高压力下大排量、大液量、大砂量长时间连续泵注,给压裂设备可靠性带来了巨大挑战。特别是压裂泵阀箱的核心部件阀座,在高压泵注过程中既要承受压裂液、支撑剂的高速冲蚀、磨损和腐蚀,又要承受阀体高压、高冲次的冲击载荷。在此恶劣工况下,阀座成为压裂设备更换频繁的易损件之一。

实力与“招牌”

实力与“招牌”黄国林川中油气公司机械厂研制的压裂泵阀箱填补了国内空白，并多次荣获奖项。然而，本是一个系统的玉门油田却不知道川中机械厂能生产他们正急需的压裂泵阀箱。玉门正在到处求购时，见到中国石油报上刊登了这个厂的产品广告，便立即派人到四川，当即订购了...