钻井泵阀的设计研究

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1、VALVEDESIGNQQ群号：40444436维普资讯http://www.cqvip.com2001年第6期阀门文章编号：1002—5855【200[)06—000t04钻井泵阀的设计研究王中辉．朱江北京石油化工学院．北京102600)摘要在分析泵阀失效的基础上，提出7一套合理的泵闷设计方法，并以此为基础设计制造1新型泵闷。该阀具有密封好．冲击小及耐磨捐等特点。关键词泵阀；失效分析；设计；制造中图分类号：TE927文献标识码：ADesignandresearchofanewtypeofdri

2、llingpumpvalveWANGZhong—hui，ZHU]iang(DepartmentD{MechanicalEngineering。BeijingInstituteD{Petro-chernicalTechnology，Beijing102600．China)Abstract：Thedrillingpumpvalveisoneofthemostimportantwearingpartsofdrillingpump．Thedesignofdrillingpumpvalvedirectly

3、influencestheworkingperformanceandusinglifeofdrillingpump．Inthispaper，basedoilthefailureanalysisofdrillingpumpvalve，aoptimaldesignhasbeenadvanced，thenanewtypeofdrillingpompvalvehasbeendesignedandmanufactured．Fieldtestshavebeenalsoperformedandtheresul

4、ts&resatisfac—tory，Keywords：drillingpumpvalve；failureanalysis；design；manufacture1概述2分祈钻井泵是钻井时用作循环泥浆的设备，分泵阀(图1)失效是多种因素综合影响的析其工作原理和运动过程，钻井泵的关键部位结果，采用单一因素分析方法不能从根本上解是液力端．而泵阀则对液力端起到控制作用。决问题。因此把阀瓣、密封圈和阀座看作一个由于泵阀的运动规律、工况及破坏过程复杂，串联系统．与泥浆组成一个开式摩擦系统(系泵阀寿命较低的问

5、题一直未能得到很好的解统内的物质和能量与周围介质等出现相互转决，严重影响钻井时效及进度。近几年来，随化)，采用故障树分析法对泵阀进行定性和定着钻井工艺的强化．水力喷射钻井工艺的推量分析。从中可看出，介质对密封面和阀腔广，泵压升高，排量增大，从而对泵阗提出了冲刷造成的冲蚀磨损，阀瓣对阀座高速撞击引更高的要求。因此．需要研制新型泵阎，以改起的冲击磨损，密封圈加工工艺不合理．流道善泵阎的工作性能，提高其使用寿命。本文在变化引起的汽蚀及选材不当等．是影响泵阀寿对泵阀失效分析的基础上，找出其失效的主要命的

6、重要因素。另外．加工质量，安装误差．原因，提出一套合理的设计计算公式，并此运输中的损坏等因素也不容忽视。为依据，设计出长寿命泵阀，满足了生产需冲蚀磨损与液流速度有密切关系，液流速要。度越大，冲蚀越严重。因此，设计泵阀时要把作者简丹：王中辉(1968一)，男．山东泰安^，讲师从事机械设计及制造方面的研究。标准分享网www.bzfxw.com免费下载VALVEDESIGNQQ：40444436VALVEDESIGNQQ群号：40444436维普资讯http://www.cqvip.com2一阀门20

7、01年第6期液流速度限定在安全范围内。阀门关闭滞后可引起阀隙液体倒流，此高速反向流对泵阀冲蚀更严重．因而应尽量减少滞后。～1．同盖2．弹簧3螺母4．掰封圈5．阀瓣6．阀座7阀悻图l泵阀结构阎瓣高速冲击阎座．阀座锥面下部与阎瓣接触，上部与密封圈接触．由于密封圈的缓冲作用而减小了变形．从而使阎座下沉形成上下1．罔盖2．弹簧3．螺母4．密封回5．阀瓣6阀座7．阀悻两锥面。这样阎隙流道发生变化，加剧了泥浆图2改进的泵阀结构冲蚀和汽蚀，使阎瓣和密封圈密封失效。令Q～=q一，则3设计nAs泵阎是钻井工作过程

8、的直接组成件．也是=n(3)钻井泵中易损件之一。设计时应考虑阀门的及式中A——活塞截面积．m2时启闭．其关闭速度和关闭滞后角度应尽可能s——活塞行程．m小．以减小关闭冲击和回流损失。所选材料应——活塞往复次数．r／min有足够的强度和刚度．对泥浆冲蚀有较强的抵V一——阀座孔最大瞬时流速，m／s抗能力。还应保证阀门流阻小．密封可靠，结V～一般按经验选取。流速过大，阻力构简单．拆装方便，工艺性好．有良好的互换损失大．影响泵的吸人性能。流速选取过小．性．工作平稳．噪声小，寿命长。泵阀尺寸过大，泵阀质量