Абстрактный:
В нефтедобыче основной причиной преждевременного выхода из строя подземных насосов являются скважины с большим количеством песка. Стандартные компоненты API 11AX часто оказываются неэффективными при сильном абразивном износе. Компания Дуншэн, обладающая широкими возможностями индивидуальной настройки, является заводом с большими производственными мощностями. Штоковые насосы API 11AX В работе исследуется, как преодолеть ограничения стандартных деталей за счет оптимизированной конструкции канавок плунжера, контроля зазоров на микронном уровне и передовых металлургических технологий для максимизации среднего времени безотказной работы (MTBF).
1. Анализ причин отказов: как песок разрушает насос
В скважинах с высоким содержанием твердых частиц (например, при термической добыче или в неконсолидированных пластах) частицы песка попадают в зазор между плунжером и стволом. Согласно анализу извлеченных насосов, проведенному лабораторией ДС, износ происходит в три различных этапа:
Образование насечек: Твердые частицы, размер которых превышает зазор поршня, проникают в зону контакта, действуя как режущий инструмент, который наносит насечки на затвердевшую поверхность во время возвратно-поступательного движения.
Эрозия (резка проволокой): Частицы песка попадают в зону соприкосновения шара и седла клапана. Под воздействием высокоскоростного потока жидкости они создают следы, приводящие к резкому снижению эффективности насоса.
Риск заклинивания насоса: Во время простоя твердые частицы оседают между плунжером и цилиндром, создавая высокое статическое трение, которое может привести к повреждению деталей штока при повторном запуске.
2. Инженерное решение I: Гидродинамика рифленых плунжеров
Помимо стандартных гладких поршней, ДСШтоковые насосы API 11AXИспользует моделирование гидродинамики для оптимизации конфигурации канавок с целью предотвращения попадания песка.
Вихревой эффект: Наши специальные конструкции с V-образными и U-образными канавками создают локальную турбулентность во время хода. Эта турбулентность поддерживает мелкие частицы во взвешенном состоянии, позволяя им вымываться, а не оседать на поверхности уплотнения.
Настраиваемая геометрияДля высоковязкой нефти в сочетании с высоким содержанием песка мы регулируем глубину канавок (обычно 0,125 дддххх) и расстояние между ними в зависимости от числа Рейнольдса жидкости. Такая конструкция удерживает смазочную жидкость, одновременно задерживая более крупные частицы мусора, чтобы предотвратить системный абразивный износ.
3. Инженерное решение II: Контроль зазоров на микронном уровне, превосходящий стандарты API.
В то время как стандарт API 11AX предусматривает стандартные посадки, такие как посадка 1 (0,001-0,003") или посадка 2 (0,002-0,004"), наша заводская разработка предлагает более сложный подход:
Стратегия динамического соответствияВ условиях высокой концентрации песка слепое затягивание зазора увеличивает риск заклинивания насоса. Компания ДС рекомендует динамический равновесный зазор, исходя из конкретного процента содержания песка и плотности по стандарту API.
Компенсация теплового расширенияДля температур в скважине, превышающих 150°C (302°F), мы рассчитываем разницу теплового расширения между стволом и плунжером. Мы обеспечиваем нестандартные зазоры (например, 0,0045") для компенсации расширения, гарантируя оптимальную эффективность скольжения в условиях экстремальной жары.
4. Инженерное решение III: Передовые методы металлургии для повышения абразивной стойкости
Материаловедение — основа ДС.Штоковые насосы API 11AX'надежность:
Технология поршняВместо традиционного хромирования мы рекомендуем использовать специальное никелевое напыление (никелевый сплав). Обладая твердостью ХРК 75-80, напыляемый металл образует металлургическую связь с основным металлом, предотвращая хрупкое отслаивание, часто наблюдаемое в хромовых слоях при сильном воздействии песка.
Компоненты клапанаДля изготовления шариков и седел клапанов мы используем высококачественный карбид вольфрама или нитрид кремния. Каждый комплект клапанов проходит 100% вакуумную проверку на герметичность, чтобы гарантировать плотное уплотнение даже в жидкости, содержащей мелкие абразивные частицы.
Закалка стволаИспользуя наши сверхдлинные линии индукционной закалки с ЧПУ, мы обеспечиваем равномерный внутренний слой закалки толщиной 0,040–0,060 мм, что создает значительную дополнительную толщину, позволяющую выдерживать длительное абразивное воздействие.
Заключение: Почему заводская кастомизация — это ключ к успеху.
Условия в скважине никогда не бывают стандартными. Готовые насосы часто представляют собой компромисс. ДСШтоковые насосы API 11AX Преимущество заключается в следующем:
Технические консультацииМы не просто продаем запчасти; мы определяем параметры насоса методом обратного проектирования на основе ваших динамометрических карт и отчетов об анализе жидкости.
Полная прослеживаемостьКаждая изготовленная на заказ партия сопровождается протоколом испытаний материалов (МТР) и журналом контроля точности, гарантирующим, что каждое отклонение на микрон находится в пределах контролируемых значений.
