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时间:2019-03-04
《油田井下活塞式抽油泵活塞环的研制与应用》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、油田井下活塞式抽油泵活塞环的研制与应用结构,靠活塞环自身的弹性力来补偿工作运行中的磨损,所研制的活塞环,经油田的实际应用,收到良好的应用效果。中图分类法:TE52:AM为活塞环工作时温度,取“=国内油田井下抽油泵大多采用柱塞式结构,其主要缺点:①随着磨损间隙增大,泄漏量也随之增大,造成抽油率不断下降,直接影响行讪产量;②柱塞过长,造成加工困难,成本提高。根据油田井下的工况及技术要求,考虑在不改变栗筒的前提下,把柱塞式结构改为活塞式结构,靠活塞环自身的弹性力来补偿运行中的磨损,以克服柱塞磨损后无法补偿的状况。为此,开展了一些工作,取得了令人满意的结果。1活塞
2、环的基本要求活塞环使用过程示意图(a)自市状态(b)装人泵筒后状态自由开口宽度/I£为活塞环材料的弹性模数;对20Cr钢取2.1X16Pa;P*为环对泵筒内壁的初弹比压;按经验选取1.4Pa.故活塞环自由开口的总间隙为2.2径向厚度活塞环作为密封元件组装在活塞上。通过活塞的往复运动,交替地改变着工作腔里的容积,借助泵阀来实现泵的吸、排液的过程因此,要求活塞环必须具有:①良好的胀紧性能,以补偿正常工作的磨损损失;②足够的强度和刚度;③在保证密封的前提下,应尽量减少摩擦和磨损,减少功率损耗,提高使用寿命。2活塞环主要尺寸的确定根据上述要求和油HI井下介质情况,
3、对活塞环作出如下设计。2」活塞环的开□间隙活塞环是具有弹力的开口环(如),在自由状态下,口总间隙为4S当装人泵筒内,被迫合拢呈圆环状,仅在切口处留有热膨胀间隙<5•热膨胀间隙(T收稿H期:1999-10-13:王书芳(1953J,女,山东招远人,沈阳工业人学工程师。为活塞环外径。本研究中,因泵的压羌150Pa,为保证液体压力作用下有足够的刚度,不发生弯曲和扭曲,故取3活塞环强度校核bookmark4活塞环在白由状态下,外圆大于泵筒内径,因此当把活塞环装人泵筒后,最大弯应力产生在活塞环开口的对侧存3巩或由此可见,与无关,只取决于材料和几何尺寸对20C1■钢活
4、塞环的许用应力为=150对整体式活塞,需掰活塞环安装因活塞环安装受力在整个工作中往往只有一次,活塞环内径被扩大到等于或大于活塞外径,所产生的安装应力为4.2材料弹性摸置bookmark85活塞环数的确定bookmark9当密封比压大时,泄漏较少,但环的磨损较快,使用寿命就相应缩短,所以采用多环以减轻每环的负荷,使之实现多次阻塞,多次节流来满足密封要求一般情况,34环即已达密封要求,但实际各环工作时负荷并不均匀,前面的环起主要密封作用,环前后的压差最大,正由于负荷大,环很快磨损,使切口增大,进而使泄漏量增加而失去作用,依此类推。由于抽油泵两侧的压差,往复一次
5、吋间长,故采用8道活塞环,以提高泵效率和使用寿命6活塞环材料选择及热处理石油介质中不仅存在许多杂物,(如砂子等),而但还含有酸性化学成分。分析表明:它不仅有磨粒磨损,而且还有腐蚀磨损为此,在材料选择及热处理就显得十分重要本研究中,材料选择:20Cr钢;热处理工艺如附表:附表热处理工艺硬度HRC镀层厚度材料调质2528表面渗碳30淬火5055化学镀层606515镰合金4活塞环的弹力和弹性模数核算bookmark104.1径向弹力当开口间隙正好为热间隙(7吋(见),所加的径向力为经过一年来一百多台泵运行试验表明:①抽油率有明显提高,一般在5%左右,估算每台泵一
6、年能增加50t左右石油产量;②更换活塞时不用起油管,给作业带来方便每更换一次大约节省开支1.23万元;③因泄漏量大量减少,使用寿命大于柱塞泵;④开发新材料和改进设计还有更大的潜力。
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