【正文】 藝方案生產(chǎn)泵頭體取得了明顯的實(shí)效。 泵頭體的失效過程斷裂有兩種類型，一種是韌性斷裂，即機(jī)件在受載過程中，經(jīng)歷彈性變形、塑性變形后斷裂；另一種類型是脆性斷裂，即機(jī)件受載發(fā)生彈性變形，但不顯示宏觀塑性變形，或宏觀塑性變形很小就發(fā)生斷裂． 兩種斷裂類型比較起來，后一種危險(xiǎn)性更大，因?yàn)榇鄶嗤峭蝗话l(fā)生，事先很難覺察。根據(jù)三維有限元計(jì)算，裂紋源處峰值應(yīng)力為235MPa,應(yīng)力脈動(dòng)最大幅度為147MPa。泵頭體的疲勞破壞經(jīng)歷三個(gè)階段，即孕育期、裂紋擴(kuò)張期和最后斷裂。斷裂：外加載荷不變，隨著裂紋的亞臨界擴(kuò)張，裂紋長度不斷增長，裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子K 值不斷增加．當(dāng)裂紋的長度達(dá)到某一 臨界裂紋尺寸az，裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子K值便達(dá)到該材料在疲勞條件下的斷裂韌性Ktc泵頭裂紋快速“失穩(wěn)擴(kuò)張” ，泵頭發(fā)生最后斷裂。但是不同的材料，不同的熱處理狀態(tài)以及其它許多外在因素，對(duì)疲勞裂紋的亞臨界擴(kuò)張均產(chǎn)生影響。斷續(xù)的幾何性質(zhì)，基體與質(zhì)點(diǎn)問界面的剝離或者第二相質(zhì)點(diǎn)自身的破裂，都可以引起局部應(yīng)變． 因此鋼的純度嚴(yán)重地影確著疲勞強(qiáng)度．圖2所示為疲勞壽命與央雜含量的關(guān)系曲線． 可以看到，夾雜含量增加時(shí)，疲勞壽命顯著降低。在單個(gè)晶粒內(nèi)裂紋的成長，要容易得多，因?yàn)樗婕暗姆缎粤髯兪茄貑谓M滑移而進(jìn)行的． 但是裂紋穿過一個(gè)晶粒也通常要求沿另一組滑移面的范性流變，這組滑移面不一定和已經(jīng)達(dá)到間界的裂紋一樣處于對(duì)所加載荷那樣有利的方向．因此，在一定意義上，晶粒間界可能披視為裂紋的阻止者，如果已有一些裂紋起始，則細(xì)小晶粒意味著有更多的裂紋阻止者和更短的裂紋長度。但從組織轉(zhuǎn)變來看，只有表面薄層產(chǎn)生了馬氏體轉(zhuǎn)變，心部并采發(fā)生組織變化，因而只有冷卻初期表面組織轉(zhuǎn)變帶來的殘余壓應(yīng)力，沒有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的疊加，使表層獲得了極高的殘余壓應(yīng)力，同時(shí)出于淬硬層較薄， tl,部較厚，因而表層壓應(yīng)力顯著高于心部的拉應(yīng)力，這對(duì)泵頭體疲勞抗力是非常有利的。合適的磨加工能產(chǎn)生光滑的表面，沒有誘生的殘余應(yīng)力或疲勞裂紋萌生的位置，但如果出現(xiàn)局部過熱、燒傷，將導(dǎo)致局部回火，或局部形成未圓火馬氏體，或形成磨削裂紋，這些對(duì)泵頭體的疲勞強(qiáng)度是很不利的。如果拉應(yīng)力超過鋼材的抗拉強(qiáng)度，則可導(dǎo)致淬火裂紋的產(chǎn)生，有時(shí)甚至放置一定時(shí)間以后產(chǎn)生‘置裂 ． 缸套磨損機(jī)理研究，材料選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在實(shí)際生產(chǎn)中，泥漿泵是石油鉆井工作臺(tái)的“心臟”，缸套是泥漿泵的重要部件。其壽命的長短直接影響鉆機(jī)的正常作業(yè)和鉆井成本。鉆井泵修理工時(shí)約占1部鉆機(jī)總修理工時(shí)的1/ 2。而這些磨粒主要是泥漿液中含有來自地層的各種礦物硬料，其中以石英硬粒為主。 材料選擇圖2 缸套結(jié)構(gòu)簡圖目前使用的較多的是雙金屬缸套。可采用離心澆注，經(jīng)淬火+回火處理，獲得馬氏體+合金碳化物+殘余奧氏體組織，硬度HRC61～68 ，加工內(nèi)襯內(nèi)孔時(shí)盡量控制內(nèi)壁加工余量小于5 mm ，以保留澆鑄后的細(xì)晶區(qū)。在材料的研究中，舍棄目前國內(nèi)、國外普遍采用的低釩合金鋼、高鉻白口鑄鐵等材料加工工藝復(fù)雜、成型能力差等缺點(diǎn)，改變傳統(tǒng)泥漿泵缸套整體離心鑄造技術(shù)和鑲裝式工藝，采用“稀土鐵鎳合金粉末材料”，利用“耐高溫合金粉末粘結(jié)劑”，通過“離心涂敷”工藝方法在缸套基體內(nèi)圓表面均勻附著稀土鐵鎳合金粉末層．再通過“電磁感應(yīng)成型”工藝手段，使合金粉末層牢固地和缸套基體結(jié)合為一體。同時(shí),還可根據(jù)零件不同的使用工況,可臨時(shí)調(diào)整合金粉末成份達(dá)到工件抗磨蝕之目的。感應(yīng)器是保證感應(yīng)淬火質(zhì)量的重要器具。保護(hù)水套采用雙層結(jié)構(gòu)：上層為保護(hù)水部分，加熱時(shí)自動(dòng)開啟以保護(hù)下方鄰近已淬部位；下為淬火液部分，對(duì)加熱部位進(jìn)行自動(dòng)噴液冷卻。 工藝調(diào)試位置調(diào)試首先根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸在程序中確定各檔的位置，然后在確定感應(yīng)器初始位置時(shí)進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)。淬火介質(zhì)及濃度的測(cè)試根據(jù)材料的成分選擇了AQ25 1型有機(jī)淬火液。但普通泥漿泵泵軸的耐磨性太差，導(dǎo)致密封配合失效，經(jīng)常損換，這兩者之間的矛盾，迫使我們必須尋找一個(gè)好的解決措施，最后我們決定用泵軸表面熱處理的方法來解決。并且工件沒有體積限制，這對(duì)于處理泥漿泵泵軸類細(xì)長軸類零件尤為重要。因而珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度范圍愈高，奧氏體起始晶粒也愈小。旋轉(zhuǎn)法是一個(gè)或幾個(gè)不移動(dòng)的火焰噴嘴，對(duì)快速旋轉(zhuǎn)(常用75150轉(zhuǎn)/分)的工件作一定時(shí)間的加熱，使其表面加熱到淬火溫度，然后立即進(jìn)行冷卻。燃料選擇:火焰表面淬火所用燃料主要有乙炔、天然氣、焦?fàn)t煤氣、石油氣等。檢驗(yàn)和返工:待工件冷透后取出，用雙頂針頂放于平臺(tái)上，用百分表測(cè)量淬火表面，控制圓周全跳動(dòng)公差在士20μm范圍內(nèi)為合格，否則，需標(biāo)出最大偏差點(diǎn)進(jìn)行返工，返工方法同淬火，但時(shí)間和速度需視偏差大小而具體確定。4工作時(shí)必須戴好工作眼鏡，以保護(hù)視力。從腔體內(nèi)表面的蝕坑、宏觀斷口的海灘波紋，微觀斷口的腐蝕疲勞輝紋，晶界面上的腐蝕斑點(diǎn)和微坑，斷面上的泥狀總樣及多條裂紋源等，充分證明泵頭失效系腐蝕疲勞失效。而這些磨粒主要是泥漿液中含有來自地層的各種礦物硬料，其中以石英硬粒為主。2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙金屬缸套的優(yōu)點(diǎn)在于它的抗腐蝕性，抗研磨性，很好的磨合性及工作表面的高光滑度。可采用離心澆注，經(jīng)淬火+回火處理，獲得馬氏體+合金碳化物十殘留奧氏體組織，硬度61 68HRC，加工內(nèi)襯內(nèi)孔時(shí)盡量控制內(nèi)壁加工余量小于5mm，以保留澆鑄后的細(xì)晶區(qū)。這樣，全國鉆井隊(duì)每年僅缸套消耗就超過1億多元，而且更換費(fèi)工費(fèi)時(shí)。 可采用激光滲硼、激光熔覆制備高硬度耐磨涂層、二次強(qiáng)化、表面自增強(qiáng)等技術(shù)。增大齒輪接觸長度不僅可以降低齒輪接觸應(yīng)力，而且可以提高齒輪的抗彎能力，但由于結(jié)構(gòu)及體積的限制即鉆井泵重量的限制，齒輪的寬度不能太大。 活塞密封圈的選擇根據(jù)以前的資料，泥漿泵一般選用O型密封圈，但是一般都?jí)勖婚L，須經(jīng)常更換，這不僅增加了泵的維修護(hù)理費(fèi)用，更是浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間，降低了工人的勞動(dòng)生產(chǎn)率，所以通過查找有關(guān)資料了解到，一種C形滑環(huán)式的組合密封能夠解決上述問題。使用于壩基工程，巖基帷幕灌漿、邊坡固結(jié)灌漿、隧道灌漿、地鐵灌漿加固工程的基礎(chǔ)處理鉚索灌漿。柱塞由軸上的偏心裝置通過連桿帶動(dòng)的，泵軸上的軸承（61912），軸承（32905）直接裝在泵體上，在泵體上方裝有空氣室。，不管泵的情況如何應(yīng)將所有零件進(jìn)行一次拆洗。 5. 在保證泵的正常工作中，應(yīng)注意保持泵的清潔。2. 啟動(dòng)前，先檢查線路是否接好，用手扳動(dòng)聯(lián)軸器，看泵軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，有無卡滯和異常響聲。C)?，F(xiàn)將泵的使用及故障排除方法介紹如下。低時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充加油。故障原因有：供電線路斷路；電動(dòng)機(jī)因定子繞組斷路而單相運(yùn)行； 葉輪被雜物卡?。蝗~輪與泵殼碰擦等。排除方法：調(diào)高電源電壓；檢查并校正電機(jī)軸、泵軸，更換損壞的軸承并加強(qiáng)潤滑；保證電機(jī)軸、泵軸的同軸度；調(diào)松填料壓蓋等。4. 振動(dòng)與噪音。泵體需要鑄造加工，所選用材料為鑄鐵，通過專門沙箱鑄造。投資者對(duì)泥漿泵行業(yè)的關(guān)注越來越密切，這使得泥漿泵行業(yè)的發(fā)展需求增大。關(guān)鍵詞：泥漿泵現(xiàn)狀展望 輕便鉆井泵功率在955kW以下，主要配套于4000m以下鉆機(jī)，因此，輕便鉆井泵的市場(chǎng)前景基本依從于4000 m以下鉆機(jī)的使用現(xiàn)狀和發(fā)展。在“十五”期間，中石油集團(tuán)公司投人巨資更新鉆機(jī)，隨之配套的鉆井泵相應(yīng)也需要更新。 國內(nèi)生產(chǎn)鉆井泵的企業(yè)主要有:寶雞石油機(jī)械廠、蘭州石油機(jī)械廠等，但由于各自產(chǎn)品為多年前開發(fā)，結(jié)構(gòu)不盡合理，難以滿足現(xiàn)代鉆井工藝要求。 (3)泵壓偏低，不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要。(2)美國三缸單作用鉆井泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，美國三缸泵的液力端、閥箱采用L形閥箱的吸人閥和排出閥是分體結(jié)構(gòu)。采用調(diào)心球軸承。隨機(jī)輔助工具齊全，有閥座液壓拉拔器，液壓拆卸器，缸套拆卸器等。俄羅斯現(xiàn)有四個(gè)功率級(jí)別的三缸泵，即:600kW, 800kW, 950kW和1180kW四種。 吸入閥采用液力壓緊裝置，不靠螺紋壓緊，壓緊裝置內(nèi)充滿液壓油，其殼體與閥箱螺紋聯(lián)接。 活塞與缸套間有獨(dú)特的水封裝置，噴淋冷卻管有鉸鏈裝置，可以提高可靠性，減少機(jī)修時(shí)間和使用費(fèi)用。內(nèi)層的金相組織為細(xì)針狀馬氏體和部分殘留奧氏體。閥盤和閥座的壽命200一300h，最高600h。采用雙列圓錐滾子軸承?？偟膩碚f，俄羅斯三缸泵易損件的使用壽命較低。 多年來鉆井的實(shí)踐證實(shí)，只有臥式活塞泵能滿足鉆井工藝要求，鉆井使用的活塞泵傳動(dòng)功率由300k W到2000 k W，最大排量8一50 L/s，最小排量下的最高壓力為9一40MPa。三缸以上的泵由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難和易磨損而難以廣泛應(yīng)用。動(dòng)力端的體外強(qiáng)力潤滑系統(tǒng)，閉式內(nèi)固定導(dǎo)板機(jī)構(gòu)。pistonpump。s that mineral hydraulic oils were , the oil became the main pressure medium of hydraulic ,the demand for usingpure tap water(excluding seawater) as a pressure medium in hydraulic applications has increased due to its availability,easy maintenance,its low cost and high safety levels against pollution and fire ,water hydraulics can be used in new application areas such as food processing,pulp and paper industry,medicine,glass making,coal mining and nuclear industry.Water is characterized by very low viscosity in parison with mineral hydraulic example, the kinematics viscosity of water at 40 is about /s and of typical mineral oil is 3 2 /s. Key problems should be considered in water hydraulic system. Firstly,the very low viscosity must increase the difficulty of developing hydrodynamic film between frictional pairs,and the very small change of water39。test。同時(shí)隨著新鉆井工藝的應(yīng)用和發(fā)展，要求開發(fā)具有更高更好性能的新型鉆井泵。所以目前國內(nèi)外鉆井泵的主要形式仍為三缸單作用往復(fù)泵。結(jié)果表明，曲柄錯(cuò)角120。然而，由于其三缸泵多數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較小(如額定速度為135r/min的泵，經(jīng)常以70一80r/min運(yùn)轉(zhuǎn))，而且傳動(dòng)可以調(diào)速，因此，泵的功效發(fā)揮較好。介桿采用雙室密封。 動(dòng)力端機(jī)座有鑄件和焊接件，傳動(dòng)采用小螺旋角斜齒輪傳動(dòng)和寬槽人字齒輪。 為了方便用戶，減少易損件規(guī)格，制造的600kW, 800kW, 950k W及1180kW泵的缸套可以通用。缸套采用離心澆鑄的雙金屬毛坯或雙金屬軋制鋼管制造。閥盤以錐面和端面與閥座接觸，閥盤的質(zhì)量較輕，接觸應(yīng)力也較小。(2)俄羅斯三缸單作用鉆井泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)俄羅斯三缸泵的液力端，閥箱采用I形直通式和L形，閥箱的吸人閥和排出閥不是分體結(jié)構(gòu)，而是一體式液力模塊。但其三缸泵已形成系列，而且發(fā)展勢(shì)頭較快。 齒輪采用斜齒或無槽人字齒輪。 泵機(jī)座多為焊接結(jié)構(gòu)，小齒輪用鍵固定在傳動(dòng)軸上，大齒輪套裝在曲軸上。 (5)缸套壽命短，難以滿足鉆機(jī)高效率要求。 (1)鉆井泵重量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機(jī)的要求，制約著鉆機(jī)的移運(yùn)性。從以上分析數(shù)據(jù)可知，在用鉆機(jī)主要為4000 m以下鉆機(jī)。 在中國石油集團(tuán)公司擁有的702臺(tái)鉆機(jī)中，4000m以下的鉆機(jī)占總量的80%。當(dāng)今,世界對(duì)石油資源都非常緊缺。其他軸類零件則采用棒料。排除方法：校正泵軸、電機(jī)軸并調(diào)整同軸度，更換軸承，加注潤滑脂，擰緊松動(dòng)的螺母，調(diào)整、校正葉輪，清除泵內(nèi)異物。故障原因有：泵口入泥過淺而吸入空氣；吸泥口堵塞；輸泥管堵塞；葉輪損壞；葉輪上有纏繞物；揚(yáng)程過高等。2. 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)緩慢。放臟油時(shí)，只需擰開箱體底部的放油螺塞。，應(yīng)經(jīng)常觀察油標(biāo)。5. 定期檢查泥漿泵上、下軸承技術(shù)狀態(tài)，及時(shí)清洗軸承和加注潤滑脂；定期檢查油封是否磨損，聯(lián)軸器緩沖塊是否完好，各部螺栓是否松動(dòng)；定期檢查電動(dòng)機(jī)繞組相間絕緣及對(duì)地絕緣情況， 當(dāng)其絕緣電阻小于0．38 MΩ時(shí)，應(yīng)進(jìn)行烘干處理。3. 由于啟動(dòng)電流較大，因此啟動(dòng)動(dòng)作應(yīng)敏捷，以防燒蝕觸點(diǎn)；啟動(dòng)后觀察泵軸旋轉(zhuǎn)方向，若發(fā)現(xiàn)泵軸反轉(zhuǎn)，應(yīng)立即切斷電源，任意調(diào)換三相電動(dòng)機(jī)中任意兩相接線，即可改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。7. 在使用后，停機(jī)時(shí)，必須用清水沖洗循環(huán)，以防水泥漿凝結(jié)于泵腔及管道。3. 觀察箱體的油標(biāo)，潤滑油是否不足或變質(zhì)，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)補(bǔ)加或更換。空氣室的作用是為增加出泥系統(tǒng)中泥漿流動(dòng)的均勻性。 泵由底座，泵體，電機(jī)，皮帶輪，減速器，主軸，缸套，柱塞，空氣室，壓力表及防護(hù)罩等組成。柱塞通過一套冷卻裝置降低溫升，只需把膠皮水管一端接進(jìn)直通管接頭，冷卻水即可進(jìn)入冷卻水管，冷卻拉桿和柱塞。現(xiàn)有鉆井泵的傳動(dòng)齒輪多采用漸開線齒形。 齒輪 根據(jù)鉆井泵工作特點(diǎn)，如何提高齒輪的接觸強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度成為齒輪設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。在鉆1口井的總時(shí)間內(nèi)，因鉆井泵等設(shè)備的易損件壽命太低，而使所需的停機(jī)修理時(shí)間占到12%一15%，相當(dāng)于1個(gè)井隊(duì)每年少鉆井1500一2000 m。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均每支鉆井隊(duì)每年消耗缸套約100200個(gè)。其內(nèi)層為高鉻白口合金鑄鐵，高鉻鑄鐵缸套失效的特點(diǎn)是:馬氏體基體的磨損及就凸出的碳化物的折斷和脫落，交替發(fā)生直至失效。當(dāng)活塞在缸套中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些堅(jiān)硬礦物粒子就對(duì)缸套內(nèi)壁產(chǎn)生犁耘刮擦的作用，產(chǎn)生拉傷犁溝。疲勞腐蝕主要與環(huán)境特性