动。当阀盘上升时，它与阀座间有空间，从液缸内排出的液体有部分储存其中，使流经阀隙的液体量小于液缸内排出液体量当阀盘下落时，下部空间减少，把原来储存的小部分液体排出，使流经阀隙的液体量大于由液缸内排出的液体量。从本质上说，泵阀在阀腔内的运动效果就相当于台“开式”往复泵，阀盘相当于个活塞。对钻井泵而言，为了满足钻井工艺对排量和压力的要求，通常采用换缸套的方法。根据泵阀理论，阀盘的运动存在滞后现象，在排出过程终止时，阀盘并未落回阀座。吸入过程开始时，阀盘在自重弹簧力及阀盘上下压力差的作用下，快速下落，产生冲击力。阀盘上下压力差越大，阀盘的冲击力越大，阀盘和阀座所受的力就越大。同样，由于泵在高压状态下使用的是小缸套，在中，值较小，泵的排量变化值较大。所以在设计泵时，通常采用泵的小缸径参数。为了减小泵阀运动对泵排量不均度的影响，应尽可能地减小阀盘的直径和运动速度，尽可能地使用直径较大的缸套，使阀的值较大，也就是说，在泵的使用过程中，尽可能使用大直径缸套，既可以提高钻井液的循环量，又可以保证泵的瞬时排量相对稳定，从而保证钻井质量。液力端失效原因分析结构设计及新技术应用泵头失效分析及结构设计泵头失效分析泵头失效的主要原因有泵头内腔均受到泥浆和海水腐蚀介质的侵蚀。泵头表面发生变化的相贯线部分除受到与腔内其他各处表面相同的交变载荷外，还由于应力集中而存在着较大的拉应力，使其平均拉应力和最大拉应力都大于泵头腔体表面的其他区域，因此腐蚀疲劳裂纹首先在此处形成。由于泵头直处于平均压力不为零的状态下，使裂纹始终处于张开状态，腐蚀介质极易进入裂纹尖端，从而加速了腐蚀疲劳的扩展。从腔体内表面的蚀坑宏观断口的海滩波纹，微观断口的腐蚀疲劳辉纹，晶界面上的腐蚀斑点和微坑，断面上的泥状总样及多条裂纹源等，充分证明泵头失效系腐蚀疲劳失效。泵头结构设计根据以上研究结果，在结构设计时相贯线处应尽量以大圆角过渡，严格控制加工质量，降低应力集中疲劳腐蚀主要与环境特性有关，可采用适当的表面强化工艺表面涂镀等工艺措施。缸套磨损机理研究结构设计及表面处理技术的应用磨损原因分析钻井泵运行时，缸套内壁与活塞外圆材料会产生磨粒磨损粘着磨损，磨粒磨损是其主要磨损形式。而这些磨粒主要是泥浆液中含有来自地层的各种矿物硬料，其中以石英硬粒为主。石英是六方晶系的致密结晶体，泥浆中的石英粒子尺寸般为，硬度高达。当活塞在缸套中往复运动时，这些坚硬矿物粒子就对缸套内壁产生犁耘刮擦的作用，产生拉伤犁沟。当犁沟尺寸较大时，高压钻井液将泄漏，并冲刷缸套内壁，进而出现更严重的侵蚀条件下的三体硬粒磨损，使缸体活塞缸套在短期内失效。结构设计双金属缸套的优点在于它的抗腐蚀性，抗研磨性，很好的磨合性及工作表面的高光滑度。缸套采用双金属制作，外套用钢，经调质处理获得回火索氏体组织，具有较好的综合性能。其内层为高铬白口合金铸铁，高铬铸铁缸套失效的特点是马氏体基体的磨损及就凸出的碳化物的折断和脱落，交替发生直至失效。碳化物的折断和脱落是缸套磨损失效的主要机制，为了提高缸套寿命，必须控制碳化物的折断和脱落的速率，优选合适的缸套表面硬度有效地提高高铬铸铁套寿命。可采用离心浇注，经淬火回火处理，获得马氏体合金碳化物残留奥氏体组织，硬度，加工内衬内孔时尽量控制内壁加工余量小于，以保留浇铸后的细晶区。表面处理技术因钻井泵与泥浆接触，在工作过程中直承受着强烈的磨粒磨损，使其寿命极低，原材料大量消耗，生产设备工时严重浪费，维修费用大量增加和钻井效率大幅度降低。据统计，平均每支钻井队每年消耗缸套约个。目前我国石油工业有多支钻井队。这样，全国钻井队每年仅缸套消耗就超过亿多元，而且更换费工费时。钻井泵修理工时约占部钻机总修理工时的。在钻口井的总时间内，因钻井泵等设备的易损件寿命太低，而使所需的停机修理时间占到，相当于个井队每年少钻井。因此，提高缸套的使用寿命，可大幅提高钻井进尺。可采用激光渗硼激光熔覆制备高硬度耐磨涂层二次强化表面自增强等技术。齿轮根据钻井泵工作特点，如何提高齿轮的接触强度和疲劳强度成为齿轮设计的要点。要提高齿轮的疲劳强度和接触强度，需要提高齿轮的抗弯能力，降低齿轮接触应力，提高齿轮的表面强度。增大齿轮接触长度不仅可以降低齿轮接触应力，而且可以提高齿轮的抗弯能力，但由于结构及体积的限制即钻井泵重量的限制，齿轮的宽度不能太大。因此，抗弯能力强，接触长度大的双圆弧人字齿轮成为钻井泵传动齿轮的首选。现有钻井泵的传动齿轮多采用渐开线齿形。圆弧齿轮齿面承载能力强，其接触沿齿高为线接触，当受载变形后为块接触区面，接触强度远远大于渐开线齿轮圆弧齿轮在啮合过程中，接触点沿啮合线作轴向移动，即齿面间相对滚动，这对建立油膜极为有利，较厚的油膜不仅可提高齿面的接触强度，而且可减少摩擦磨损，提高传动效率。四结束语随着改革开放的深入及我加入世界贸易组织，我国石油钻井队伍参与国际钻井市场竞争，中石化中石油加快对老钻机的更新改造和新型轻便钻机研制步伐，加之国际市场对钻井泵的需求扩大中文翻译润滑和摩擦学在海水水力活塞泵中的应用摘要因为考虑到人类的友好性和环境保护等诸多方面的影响，水力体系就体现出了较为关键的利害关系。在现在的工程技术中，活塞泵已成为最广泛应用的运动单元。在水力活塞泵中由于水和油之间在性质上的差异，不良的润滑要比在液压系统中更可能发生。因此，经过主要的调查，其中发现了腐蚀磨损等这样的关键问题。许多在水中没有被腐蚀并且仍拥有较久的生命周期的新材料已经被发现，种新型的带有套管吸力特性的海水水力活塞泵已经被广泛发展和应用。大多数的研究都集中在了新材料结构以及大量的实验上，而这些也将在本文作以特别的介绍。关键词水力体系，活塞泵，润滑，试验，材料最初的水力体系是用水做为工作液体。