PC2-6型柴油机高压油泵柱塞卡死故障诊断及改进措施

船舶推进柴油机的单体式高压油泵结构复杂,零部件工艺要求高。由于高压油泵的柱塞偶件属于精密偶件,因此,固体颗粒物或水分对其的影响较大,很容易造成柱塞偶件卡死,高压油泵无法工作的故障。本文统计了某船推进柴油机高压油泵柱塞偶件卡死的故障案例,分析了高压油泵卡死的原因,并依据日常的经验提出解决方案和优化措施,对后续解决同类故障具有一定的实践参考价值。维护管理人员应当在使用操作和维护保养过程中做到“规范操作、正确使用、及时保养”,就能够大大减少高压油泵柱塞卡死这类故障的发生。

基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解新方法。首先,对滑靴副的受力平衡机理进行了分析,并构建了柱塞泵运动学和动力学模型;然后,构建了柱塞泵整泵流场仿真模型,求解了包含滑靴底部支撑力、柱塞腔压力等在内的滑靴副支撑动态边界,并采用容积效率试验数据验证了整泵流场仿真的准确性;最后,建立了滑靴副油膜承载模型,分析了滑靴副油膜支撑特性,提出了基于插值计算理论的柱塞泵滑靴副油膜承载尺度动态求解方法,对1600 r/min与600 r/min两种典型工况的滑靴副油膜动态进行了计算。研究结果显示:大排量柱塞泵转速为1600 r/min时,柱塞惯性力导致高压侧油膜厚度进一步减薄,高压转低压过程中,柱塞腔内出现压力骤降,使滑靴副油膜无法形成,导致滑靴与斜盘发生刚性接触,在该区域内发生异常磨损;而在低转速工况(600 r/min)时,滑靴底面能够有效形成油膜,保证柱塞泵低速运行的可靠性。这表明基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法可以快速地对不同工况下的柱塞泵滑靴副油膜厚度进行求解。

油泵柱塞组件旋压收口仿真及特性分析

针对油泵柱塞组件的旋压收口工艺问题,考虑旋压收口有效评价指标给出其数值求解方法,并基于该方法对其旋压过程进行仿真分析。基于某柱塞组件模型建立其有限元模型,并通过对比旋压力仿真结果以验证建模及仿真方法的有效性。进而,仿真分析该柱塞组件的旋压收口过程,并分别计算旋压过程的旋压力、拉脱力及轴向间隙。仿真结果表明:旋压成形过程中应力相对集中在滑靴与旋轮的接触部位,且滑靴的周向应力分布较为均匀;此外,当柱塞与滑靴内球面的上半面产生接触时开始产生旋压力,并呈现先增大后减小的变化趋势。拉脱力亦呈现随着时间先增大后缓慢下降的变化趋势。同时,明确了可通过分析柱塞与滑靴接触面之间的轴向压力来获取轴向游隙。

新一代移动式航空加油装置的结构特点及前景

为了解决现有的航空加油模式存在的依赖于运输机场油料供应、加油量大但供应渠道有限、设备单一、固定式加油及设备维护困难等问题,研制出一款新一代移动式航空加油装置。该装置具有简单高效、轻便灵活、经济低碳等优点,进一步提升了移动式航空加油装置的性能。该装置主要包括平板车、上装作业系统、仪表及面板、电气系统、防爆电动搬运车、油桶搬运车等。通过在车架底部设置接油槽,并配合防爆电动搬运车的导向槽,利用插桶泵进行油料输送,经过滤分离器、流量计和重力加油枪的处理,最终实现了支撑搬运和加油的功能。试验验证表明,该装置有效提升了移动式航空加油装置的性能,可满足航空加油的实际需求。

输油泵在油气集输系统中的应用

根据长庆油田采油二厂输油泵的使用现状,对几种输油泵的使用性能进行了对比分析。现场应用表明,YD系列、DYK系列离心泵以及DY系列电动往复泵具有性能好、故障率低等优点,能够满足集输系统的工艺要求。

25mm长柱塞短泵筒管式抽油泵的研制与应用

针对长庆油田超低渗区块低产井存在的泵排量大与单井产液量低不匹配的问题,以及25 mm实心柱塞抽油泵存在的结构复杂,油流通道曲折,泵筒加工难度大、成本高等问题,研制了25 mm长柱塞短泵筒管式抽油泵。该泵主要由泵筒总成、柱塞总成和进油阀总成3部分组成,采用长柱塞短泵筒,游动阀全部外置于柱塞上端的结构,解决了抽油泵柱塞开式阀罩断裂的问题。现场试验结果表明,该泵结构合理、可靠性高、易于加工,在日产液量小于2 m3的低产液井中使用该泵可提高泵效6.33%,同时还可以降低能耗,延长抽油泵的使用寿命。

发电机组顶轴油系统分析及改进

某些300 MW机组顶轴油系统实际运行中容易出现油压低,油泵出力不足,顶轴机构振动和噪音大,甚至油管爆裂及烧瓦等问题,其原因为顶轴油泵柱塞件磨损及密封件密封不严易泄漏等。为此,在超(超)临界机组顶轴油系统上选用性能可靠的进口柱塞泵来替国产柱塞泵,在顶轴油泵进出口处设置过滤器以保证油质清洁度防止轴承磨损,在顶轴油泵出口安装逆止阀等,解决了顶轴系统油压低等问题。

软柱塞可捞固定阀抽油泵的研究与应用

油井检泵作业时,通常将整个抽油泵从井内起出并更换新的抽油泵。针对这一问题,研制了软柱塞可捞固定阀抽油泵。该泵柱塞以氟塑材料为主并添加辅料加工合成,耐磨性强,外表面有磨损时,可通过膨胀自动补偿,不会增大与泵筒的配合间隙。进行检泵作业时只要将柱塞连同固定阀一起起出地面更换损坏部件即可,不用进行起油管作业。现场应用表明,该泵可实现不动油管进行检泵作业,降低油井的作业成本,对提高油田开发效益具有积极作用。

液力启动软柱塞抽油泵在出砂区块生产中的应用

辽河油田的很多区块出砂严重 ,给油田生产带来很多不利因素 ,并大大增加了油田的生产成本。针对这一问题 ,开展了液力启动软柱塞抽油泵的研制工作。现场应用表明 ,该泵具有较好的防砂卡性能 ,同时还具有较高的泵效 ,不仅延长了检泵周期 ,节省了作业费用 ,而且大大提高了油井的单井产量。

抽油泵柱塞表面化学沉积Ni-P-SiC镀层的制备及性能研究

在抽油泵柱塞表面制备高硬度、耐磨损、耐腐蚀的功能镀层,可有效延长抽油泵的使用寿命。采用化学复合沉积方法,在20Cr抽油泵柱塞表面制备Ni-P-SiC镀层,并对其进行微观形貌、成分、显微硬度及耐磨性能测试。结果表明,Ni-P-SiC镀层表面存在Ni和SiC两相。当SiC添加量为8g/L时,Ni-P-SiC镀层表面光滑、致密,晶粒粒径较小,其显微硬度高达897.2Hv。摩擦磨损试验表明,该镀层样品磨痕较光滑,耐磨性更好。

基于ANSYS抽油泵筒-柱塞摩擦副磨损规律分析

针对缺少在模拟工况下对抽油泵摩擦副进行优化分析的现状,研究了抽油泵泵筒-柱塞摩擦副在模拟工况下的磨损状态,建立了泵筒-柱塞模型,设计正交试验研究了摩擦副在不同配合间隙下,不同因素水平对其磨损状态的影响程度,确定了磨损最优的因素水平组合。研究结果表明:摩擦副的配合间隙越大,其摩擦应力和磨损体积均显著增大,配合间隙减小后,整体磨损体积减小了10.05%且磨损状态有所改善;当单边间隙为0.05 mm时,60 s内泵筒涂覆层表面磨损体积为0.184 13~0.376 83 mm^(3),当液体压力为10 MPa,涂覆层硬度为1 150 MPa,抽油杆冲程为300 mm,液体润滑摩擦因数为0.11时,摩擦副减摩抗磨效果最好。所得结论可以为抽油泵的合理选用提供技术指导。

激光合成金属陶瓷抽油泵柱塞耐磨减磨机理

针对抽油泵泵筒与柱塞存在着严重的磨损和腐蚀失效问题,采用激光熔覆原位合成技术,制备了耐磨减磨耐蚀的金属陶瓷TiC/Ni复合涂层。借助于EPMA分析和磨损试验,研究了Mo对TiC/Ni涂层磨损性能的影响。研究结果表明,涂层中加入5%Mo,TiC晶粒细化,组织的均匀性改善,硬度和耐磨性提高,摩擦因数降低;加入10%Mo,TiC晶粒粗大,硬度和耐磨性下降。在TiC/Ni涂层中,Mo分别与TiC相和γ-Ni相扩散固溶,在TiC颗粒周围形成(Ti,Mo)C固溶体环形相,可以提高陶瓷相的界面结合力。熔覆层的耐磨机制为增强相的抗磨作用,磨损形貌为短而浅的犁沟。

变频驱动注水系统效率优化问题的建模与控制

建立了油田用变频驱动往复式柱塞泵站效率优化控制问题的数学模型 ;给出并证明了目标函数最优值为零的充分条件 ,为简化优化模型求解过程 ,提高求解速度以及合理设计注水泵站提供了理论依据 ;提出以Hamming距离表示水泵的切换次数和最小切换次数控制策略 ,在目标函数满足精度限制的条件下 ,按照Hamming距离最小的原则去选择最优结果 ,满足工程实际需要。应用和实验结果证实了新方法的有效性。新型优化控制策略使系统效率比常规变频驱动恒压控制提高 9

SCYB型小排量实心柱塞抽油泵

针对用于低产能油井的常规抽油泵排量都比较大,供采不平衡,抽油泵利用率低,导致有杆泵系统的效率低、能耗大的问题,研制了SCYB型小排量实心柱塞抽油泵。该抽油泵采用实心结构,改变了油流通道,液体不从柱塞内流动,而是通过双通流道举升到杆管环空,柱塞直径可以做得很小,满足小泵深抽的要求。出油阀组和进油阀组固定在泵的下端,使其阀球直径不受泵直径的限制,可增大阀球直径,加大进油流道。此外,阀球质量增加,工作灵活,增加了抽油泵的可靠性。现场应用100余井次,该抽油泵比常规抽油泵泵效平均提高15%以上,检泵周期超过1a。

喷油煤浆泵柱塞弹簧抗疲劳断裂研究

分析了喷油煤浆泵柱塞弹簧的疲劳断裂原因,建立了其抗疲劳强度的数学模型,并根据喷油煤浆泵柱塞的工作特点和材料性能,提出了一种新的柱塞弹簧的可靠性设计方法。最后根据新的设计方法对某一型号的柱塞弹簧进行可靠性计算。

柔性控制条件下井下抽油泵柱塞运动规律研究

游梁式抽油系统的柔性控制技术是一种变速驱动技术,其目的是改变抽油机工作进程、提高采油效率,具有一定的先进性。但以往的柔性驱动方案,通常从抽油机悬点出发,并没有结合油井的地层参数及抽油泵结构等因素,不适用于不同井的不同生产时期。鉴于此,为寻找合适的柱塞运动规律曲线,实现“一井一策”的目标,提出“曲线寻优”的方案。根据井下流体物性参数进行供液协调分析,确定最佳采油协调点,进而确定合适的沉没度和动液面;以油井基本参数、流体物性参数及抽油泵结构为基础,通过傅里叶展开式,结合遗传算法对柱塞运动曲线进行优化设计,最终得到最优柱塞运动曲线。研究结果表明:在不考虑其他因素影响时,按优化后曲线运行的泵效、井下效率分别比优化前高了3.5%和2.7%;所提出的优化方法能在不缩短油井检泵周期的前提下有效提高泵效。研究结论可为游梁式抽油系统的柔性控制策略提供一定的指导。

软密封柱塞增效抽油泵的研制与应用

针对河南油田部分稀油井产液量低、动液面低、柱塞与泵筒间漏失量大、泵效低的问题,研制了软密封柱塞增效抽油泵。采用软硬结合的软密封柱塞与金属泵筒作为密封配合副,在抽汲过程中,软密封柱塞与金属泵筒之间为零间隙配合,具有泵效高、检泵周期短、防砂、节能、深抽功能。截止到2010年12月,该技术在河南油田采油一厂共开展现场应用26口井,工艺成功率100%,23口可对比井中,平均单井泵效提高8.14个百分点,累计增产原油2470t。

高含水量液压液HWF综合润滑性能的改进研究

为解决高含水量液压液用柱塞泵的容积效率下降过快的问题,提出了通过优化润滑添加剂组成以减少泵的灵敏部件磨损从而有效延长泵使用寿命的改进方法。在实验室用7-18碳链长度的脂肪酸和含1-3羟基数目的有机醇胺制备了多种油性剂,用红外、质谱和核磁等手段对反应产物进行了分析鉴定,并用四球机评定它们的润滑性能。最适宜的油性剂油酸二羟胺皂的最佳添加量为1.O％。对比泵台架试验结果表明,用优化改进后的添加剂配制成的高含水量液压液HWF-120的综合润滑性能明显好于改进前的产品和某进口产品,改进后产品在12.5 MPa,46℃下连续运行100 h后泵的容积效率下降仅1.9个百分点,而另两个产品的泵容积效率下降了约7.0个百分点。

软密封柱塞抽油泵系列的完善与应用

针对我国在应用软密封柱塞抽油泵方面与国外的差距,在国内现有软密封柱塞抽油泵的基础上,研制并完善了软密封柱塞抽油泵系列,以满足现场生产的特殊需要。

YLFK型长柱塞抽稠泵研制与应用

现有抽稠泵抽吸稠油时,往往出现柱塞下行阻力较大,液压反馈力小,致使杆柱下行屈曲变形,泵效低,严重时杆管之间的偏磨倒井问题突出。研制的YLFK型长柱塞抽稠泵下行时增加了作用在抽油杆柱上的较大向下液压反馈力,泵效大幅度提高,减缓了杆柱屈曲变形的问题,有效、低成本解决了杆管之间偏磨的问题。