• Главная
/
• Технологии компании «Плазмацентр»
/
• Финишное плазменное упрочнение
/
• Применение технологии финишного плазменного упрочнения
/
• Детали машин и механизмов
/
• Цилиндровые втулки буровых насосов

Цилиндровые втулки буровых насосов

Одним из ответственных элементов гидравлической части буровых насосов является поршневая группа. Этот узел, создающий необходимое давление при перекачке жидкости, работает в среде слабоагрессивной и высокоабразивной жидкости при температуре до 85ºС. Выход из строя буровых насосов происходит, в основном, из-за износа трибосопряжения пары - цилиндровая втулка-манжета поршня, поэтому увеличение срока эксплуатации этой пары является актуальной задачей. Уменьшение ресурса работы цилиндровых втулок приводит к необходимости замены вышедших из строя деталей, требует наличия резервного насоса и значительных материальных и трудовых затрат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основными видами износа, которым подвергается поверхность цилиндровой втулки при работе бурового насоса - это усталостный, абразивный, коррозионный и эрозионный. В режиме низкого давления жидкость, перекачиваемая насосом, чаще всего представляет собой буровой раствор, содержащий значительное количество абразива (в основном, песка до 5%) при температуре, в основном, 20-40°С. В таких условиях наиболее выраженным видом изнашивания цилиндропоршневых пар является абразивный (гидроабразивный). В режиме среднего давления и температуры до 50°С (наиболее распространенный режим), уже имеет место абразивное (гидроабразивное), усталостное и коррозионное изнашивание деталей пары. Наряду с этим проявляется эффект термодеструкции материала поршневых манжет. В режиме высокого давления (выше 20 МПа) основными видами изнашивания являются термодеструкция и усталостное разрушение материала манжет, особенно в области уплотняемого зазора. Часто вместе с буровым раствором в рабочую зону может попадать и нефть при этом износ внутренней поверхности цилиндровой втулки происходит в первую очередь под воздействием абразивного износа и коррозии соленой водой (в которой могут содержаться CO2 и H2S). При движении нефти и воды по стволу скважины происходит их взаимное перемешивание, в результате чего образуются эмульсии ввиду наличия в нефти природных эмульгаторов (асфальтенов, смол и др.).

Разрушение цилиндровых втулок начинается с образования сетки мелких рисок и царапин и истирания внутренней поверхности на длине рабочего хода манжеты поршня.

Цилиндровые втулки изготавливаются из сталей 38X2МЮА, 50Г, 40Х, а также из чугунов СЧ28-48, ИЧС-30. Втулки из стали 38Х2МЮА подвергаются азотированию на глубину 0,2-0,5 мм до HRA 80 и более, втулки из чугуна и сталей 50Г, 40Х закаливаются ТВЧ на глубину 0,7-1,5 мм до HRC 50.

С целью модификации рабочей поверхности цилиндрических втулок, изготавливаемых из специального чугуна Синтегаль, методом финишного плазменного упрочнения наносилось нанопокрытие SuperPateks на основе соединений бора и кремния с одновременным изменением структуры подпленочной зоны.

Статьи про цилиндровые втулки буровых насосов

Ключевые слова

Отрасли промышленности

Другие изделия