【正文】 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。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。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。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。鉆井泵修理工時(shí)約占1部鉆機(jī)總修理工時(shí)的1/ 2。 材料選擇圖2 缸套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖目前使用的較多的是雙金屬缸套。在材料的研究中，舍棄目前國(guó)內(nèi)、國(guó)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。感應(yīng)器是保證感應(yīng)淬火質(zhì)量的重要器具。 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)。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。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。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。4工作時(shí)必須戴好工作眼鏡，以保護(hù)視力。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?？刹捎秒x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)。 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)。 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(zhǎng)，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。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。 5. 在保證泵的正常工作中，應(yīng)注意保持泵的清潔。C)。低時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充加油。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(rùn)滑；保證電機(jī)軸、泵軸的同軸度；調(diào)松填料壓蓋等。泵體需要鑄造加工，所選用材料為鑄鐵，通過專門沙箱鑄造。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。 國(guó)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。(2)美國(guó)三缸單作用鉆井泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，美國(guó)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)。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。 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。內(nèi)層的金相組織為細(xì)針狀馬氏體和部分殘留奧氏體。采用雙列圓錐滾子軸承。 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。動(dòng)力端的體外強(qiáng)力潤(rùn)滑系統(tǒng)，閉式內(nèi)固定導(dǎo)板機(jī)構(gòu)。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。所以目前國(guó)內(nèi)外鉆井泵的主要形式仍為三缸單作用往復(fù)泵。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。 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。缸套采用離心澆鑄的雙金屬毛坯或雙金屬軋制鋼管制造。(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。 齒輪采用斜齒或無槽人字齒輪。 (5)缸套壽命短，難以滿足鉆機(jī)高效率要求。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)。當(dāng)今,世界對(duì)石油資源都非常緊缺。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(rùn)滑脂，擰緊松動(dòng)的螺母，調(diào)整、校正葉輪，清除泵內(nèi)異物。2. 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)緩慢。，應(yīng)經(jīng)常觀察油標(biāo)。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。3. 觀察箱體的油標(biāo)，潤(rùn)滑油是否不足或變質(zhì)，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)補(bǔ)加或更換。 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?，F(xiàn)有鉆井泵的傳動(dòng)齒輪多采用漸開線齒形。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。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。疲勞腐蝕主要與環(huán)境特性有關(guān)，可采用適當(dāng)?shù)谋砻鎻?qiáng)化工藝、表面涂鍍等工藝措施。2火焰與工件表面應(yīng)當(dāng)垂直，兩個(gè)火焰噴嘴應(yīng)保持在同一圓徑平面上。旋轉(zhuǎn)推進(jìn)法是一個(gè)或幾個(gè)火焰噴嘴和冷卻裝置，以一定的速度沿快速旋轉(zhuǎn)的工件移動(dòng)，加熱與冷卻在工件表面伴隨進(jìn)行。 火焰表面淬火加熱溫度比普通淬火要高得多。加熱時(shí)間的調(diào)試在加熱功率與淬火液濃度確定的情況下，為了保證淬硬層深度達(dá)到技術(shù)要求，需要確定合適的加熱時(shí)間，在滿足技術(shù)要求的前提下，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)軸的材料和淬硬層深度要求，合理確定工藝過程中的加熱參數(shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，使用壽命比原有材料加工的零件相比提高了3～5倍?？刹捎眯滦筒牧峡朔陨先秉c(diǎn)。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)生犁耕刮擦的作用，產(chǎn)生拉傷犁溝。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均每支鉆井隊(duì)每年消耗缸套約100～200個(gè)。2．提高泵頭體服役壽命的關(guān)鍵條件是采用“薄殼硬化”處理，使泵頭體工作表面獲得高的壓應(yīng)力，其數(shù)值甚至超過泵頭體材料的屈服限。為了獲得最佳的結(jié)果，必須整體加熱，這是由于20～ 50％ 的壓應(yīng)力來自高溫未硬化的心部，從硬化表面向內(nèi)收縮的結(jié)果．經(jīng)過“薄殼硬化 處理的零件表面壓應(yīng)力經(jīng)X 射線測(cè)定一般達(dá)980M Pa 以上，這是十分可觀的數(shù)值．造成如此巨大的壓應(yīng)力可用工件淬火時(shí)熱應(yīng)力反向和組織應(yīng)力反向不同于一般熱處理來解釋。鋼的純度的作用在低應(yīng)力(高壽命)疲勞中比高應(yīng)力(低壽命)疲勞中太得多。原始材料細(xì)小缺陷程度不同，孕育期的長(zhǎng)短有著較大差異。用三維有限元程序，先后在M 一160和SIBER機(jī)上進(jìn)行計(jì)算。另一個(gè)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，工作壓力為37．4～ 40．1MPa,累計(jì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1418h無故障。成產(chǎn)實(shí)踐證明，使用這種方法加工的偏心輪能夠滿足設(shè)計(jì)及使用要求，采用簡(jiǎn)單的胎具和普遍的車床就能保證偏心輪的精度要求，這種加工方法比較簡(jiǎn)單，易于操作。毛坯的準(zhǔn)備，材料ZG35CrMo，鑄后應(yīng)正火處理，穩(wěn)定組織，利用劃線，全線檢查查看各部尺寸，查看余量是否能滿足加工粗車：利用劃線，各部留6mm，超聲波探傷檢查毛坯內(nèi)部質(zhì)量，然后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，再探傷檢查，看材料是否還有缺陷，再粗車一刀，每面留2mm，余量后進(jìn)行穩(wěn)定化處理，使零件的組織更穩(wěn)定，并進(jìn)一步消除材料及加工應(yīng)力。第四章 泥漿泵零件的加工工藝經(jīng)過計(jì)算和幾次方案論證，考慮到工作現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，從實(shí)際實(shí)用的角度出發(fā)，確定方案如下：考慮到多種場(chǎng)合的野外作業(yè)，動(dòng)力選擇電機(jī)；1. 考慮到密封件容易損壞，需經(jīng)常更換，選擇新型的密封材料聚四氟乙烯，可延長(zhǎng)使用壽命；2. 考慮到泵體容易損壞，選用高強(qiáng)度材料，提高承載能力；3. 柱塞選用更好的材料，提高柱塞耐磨性，延長(zhǎng)柱塞使用壽命。 銷的類型可根據(jù)工作要求選定，用于聯(lián)結(jié)的銷，其直徑可根據(jù)聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)確定，必要時(shí)再作強(qiáng)度較核。至此，缸筒尺寸確定：直徑100mm，壁厚30mm，長(zhǎng)L為500mm，（考慮到活塞厚度及緩沖缸的存在，長(zhǎng)度定為600mm） dx=（4Q‘/πvX）1/2=[42323/（1360）]1/2=取φ20mm式中：vX—液流在吸入管中的流速 取vX= m/S=13 dm/S Q‘—計(jì)算流量Q‘= Q/ηV=1917/=2323L/min 排漿管直徑計(jì)算 dp=（4Q‘/πvp）1/2=（42323/（2060））1/2=取φ30mm式中：vp—液流在排水管中的流速 取vp=2m/S=20 dm/S 漿管的選擇根據(jù)工作壓力和按上式求得的管子的內(nèi)徑，選擇膠管的尺寸規(guī)格。吸人過程開始時(shí)，閥盤在自重、彈簧力及閥盤上下壓力差的作用下，快速下落，產(chǎn)生沖擊力。容積效率及縮短泵和管線的使用壽命，甚至導(dǎo)致井壁的坍塌和鉆進(jìn)液的漏失。 經(jīng)合理搭配泵的沖程長(zhǎng)度，泵的額定沖次，缸套直徑，在泵的理論排量、排出壓力滿足鉆井工藝要求的前題下使泵的慣性水頭系數(shù)小于0 . 34 m/s2時(shí)，能夠確保鉆井泵自吸性能良好。降低沖次可延長(zhǎng)易損件的使用壽命。這些參數(shù)與有關(guān)壽命之間的關(guān)系是指數(shù)函數(shù)。運(yùn)用大排量高壓噴射鉆井工藝即是這一趨向的必然選擇。然而，由于泥漿泵的工作環(huán)境和條件惡劣，工作于高濕度、高粉塵的環(huán)境。第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇泵的原動(dòng)機(jī)類型應(yīng)根據(jù)動(dòng)力來源、工廠或裝置能量平衡、環(huán)境條件、調(diào)節(jié)控制要求以及經(jīng)濟(jì)效益而定。鉆孔越深﹐管路阻力越大﹐需要的壓力越高。機(jī)構(gòu)工作方式為：電機(jī)通過減速器減速后，通過心軸上的嚙合齒輪副帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，由于偏心圓盤是通過剛性連接于軸固結(jié)為一體，圓盤也將做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。泥漿泵的主要作用是在鉆進(jìn)過程中將泥漿隨鉆頭鉆進(jìn)注入井下，起著冷卻鉆頭，清洗鉆具、固著井壁、驅(qū)動(dòng)鉆進(jìn)，并將打鉆后巖屑帶回地面的作用。經(jīng)偏心輪將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞桿向左驅(qū)動(dòng)時(shí)，缸體右腔進(jìn)漿（單向閥F2打開，單向閥F4關(guān)閉），缸體左腔排漿（單向閥F3打開，單向閥F1關(guān)閉）。在吸入和排出閥的交替作用下﹐實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán)沖洗液的目的。泥漿泵性主要能參數(shù)泥漿泵性能的兩個(gè)主要參數(shù)為排量和壓力。為了準(zhǔn)確掌握泵的壓力和排量的變化﹐泥漿泵上要安裝流量計(jì)和壓力表﹐隨時(shí)使鉆探人員瞭解泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況﹐同時(shí)通過壓力變化判別孔內(nèi)狀況是否正常以預(yù)防發(fā)生孔內(nèi)事故。相比之下，三相交流繞線型電機(jī)和三相交流同步電機(jī)，則可用于對(duì)啟動(dòng)、調(diào)速、改善電網(wǎng)功率因數(shù)、大功率、高效率、轉(zhuǎn)速恒定等有特殊要求的場(chǎng)合，但用于驅(qū)動(dòng)泵的不多?？伤愕秒姍C(jī)的輸出功率為P= =128Kw。 降沖不僅可以提高易損件如活塞密封、缸套的使用壽命，而且還可以減少慣性損失，改善泵的吸人性能，同時(shí)提高泵動(dòng)力端齒輪、軸承等零部件的使用壽命，大大提高鉆井泵的可靠性。從提高泵的吸入性能出發(fā)，優(yōu)化選擇泵的性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)是非常重要的。同時(shí)，十字頭、導(dǎo)板、閥和閥座的壽命都有所提高。要控制慣性損失，提高泵吸人性能，應(yīng)注意以下幾方面問題： 1)