抽油泵柱塞开口阀罩断裂原因分析及改进措施.pdf

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1、2011年第4O卷石油矿场机械第6期第26页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001—3482(2011)06—0026—04抽油泵柱塞开口阀罩断裂原因分析及改进措施樊金侠，段敬黎，姜晓刚，郎帆(渤海石油装备新世纪机械制造公司，天津300280)摘要：针对抽油泵柱塞开口阀罩断裂增多的现象，对柱塞开12阀罩的结构、材料、受力状况等影响断裂的因素进行了分析，并列举了国内外常用防止柱塞开口阀罩断裂的应对方法，对有效减少柱塞开口阀罩断裂事故的发生将起到积极的指导作用。关键词：抽油泵柱塞开口阀罩；断裂；原因分析；应对方法中图分类号：TE933．3文献标识码：AGeneralSolut

2、ionabouttheCrackReasonsofTopCageofPlungerforDomesticandOverseasFANJin—xia，DUANJing—li，JIANGXiao—gang，LANGFan(BohaiEquipmentNewCenturyMachineryManuJacturingCo．，Ltd．，Tianj。in300280，China)Abstract：Accordingtotheproblemsaboutthecrackoftopcageofplunger，weanalyzethestrue—ture，material，pressureandother

3、factorswhichcausethecrackoftopcageofplunger，thenlistseveralmethodstopreventthecrackandproducepositivedirectionfunction．Keywords：plungertopopencageofsubsurfacesuckerrodpump；broken；causationanalyzing；nor—malsolution抽油泵柱塞开口阀罩断裂是抽油泵失效的主要SPEC11Ax《抽油泵及其组件规范》，也是美国Na-形式之一，通常发生在032、038、044mm小泵径抽tionalOil

4、well公司技术图纸的设计形状，有3个流油泵的柱塞开口阀罩上，057mrn以上的抽油泵则道槽、3个连接筋；其断裂部位发生在连接筋的中很少发生。随着部分油井区块产能的下降和低产能部，断裂形貌如图2，连接筋内侧有明显的阀球撞击区块的开发，泵挂加深的油井越来越多，柱塞开口阀的圆形形状，连接筋被阀球的多次撞击发生了延展罩断裂现象时有发生，引起了国内外抽油泵制造厂变形，使连接筋中部变薄，承载能力下降，在达到一和用户的关注_】]。大港油田新世纪公司积极与青定程度后，发生断裂破坏。海、辽河、大庆等油田用户结合，根据油井的实际状况，借鉴国内外的经验，采取了减少柱塞开口阀罩断裂的应对措施，在开口阀罩设计

5、、柱塞组件设计、油井工作维护等方面进行改进，达到了减少柱塞开口阀罩断裂事故的目的。1断裂原因分析图1柱塞开口阀罩结构柱塞开口阀罩结构如图1，该结构符合API收稿日期：2010-12—08作者简介：樊金侠(1981-)，女，河北唐山人，工程师，主要从事机加工管理工作。第4O卷第6期樊金侠，等：抽油泵柱塞开口阀罩断裂原因分析及改进措施·27·柱塞开口阀罩结构参数、连接筋的承载面积、抽油杆的承载面积如表1。从表中数据可以看出，柱塞开口阀罩3个连接筋处的承载面积都比O16ram(％英寸)抽油杆的承载面积大，038柱塞开口阀罩3个连接筋处的承载面积与ol9mm(英寸)抽油杆的承载面积相当，044

6、柱塞开口阀罩3个连接筋处的承载面积比22mm(英寸)抽油杆的承载面积大；在采油现场深井杆柱组合设计时，032、038抽油泵柱塞上部通常与016ram(％英图2柱塞开口阀罩断裂形貌寸)抽油杆连接。表1连接筋处与抽油杆承载面积对比阀球腔孔径／mm19．924．829．736．3阀罩外径／mm30．537．O43．555．6流道槽宽度／ram12．016．018．O22．0承载面积／mm219．6283．O403．0726．0388．O1．1受力分析图3中，D为阀球直径mm；d为阀座孔径抽油泵工作过程中，上冲程柱塞开口阀罩内阀mm；D。为柱塞直径mm；P为阀球关闭时作用于球关闭，阀球承受液柱

7、压力；上冲程转换为下冲程阀球上的液柱压力，MPa；F为阀球关闭时作用于时，柱塞下行对泵筒充液腔产生的压力通过阀座孔阀球上的液柱压力，N，F一丌／4×D×p；P。为阀作用于阀球上的力必须大于阀球承受的液柱压力阀球打开瞬间作用于阀座上的压力，MPa(即泵充液腔球才能打开，受力分析如图3。在打开瞬间，这个力压强)；F为阀球瞬间打开后声通过阀座孔作用于作用在整个阀球上，使阀球对阀球腔室(阀罩连接整个阀球上的力，N，F。一7c／4×d×P；当F。≥F筋、