如何选择柱塞抽油泵和泵筒材料？

2018-04-11 10:27

柱塞抽油泵和泵筒材料(Material)的选择(xuanze)：
　 由于国内油田大部分已进入了高含水开发期，加上高含砂、高温蒸气稠油开采、注聚合物开采及强腐化侵蚀 的介质(起决定作用的物质)环境和井况差等因素影响(influence)，柱塞抽油泵(Deep well pump)的泵筒和柱塞的磨损（零部件失效的一种基本类型）、腐蚀、划伤越来越严重，油井平均检泵周期越来越短，有的甚至不到30天就需要检泵，严重影响油田开发综合经济效益的提高。国内外众多机构投入了大量的力量研究（research)抽油泵的失效原因和防护措施。其中一个有效的方法就是优选泵筒和柱塞的材料和表面处理工艺。

　 柱塞泵筒和柱塞摩擦副及周围工作环境和条件构成了一个摩擦学系统，这一系统的腐蚀磨损（零部件失效的一种基本类型）量由泵筒的腐蚀磨损量和柱塞的腐蚀磨损量的总和所决定。高压清洗机按驱动引擎来分，电机驱动高压清洗机、汽油机驱动高压清洗机和柴油驱动清洗机三大类。 顾名思义，这三种清洗机都配有高压泵，不同的是它们分别采用与电机、汽油机或柴油机相连，由此驱动高压泵运作。汽油机驱动高压清洗机和柴油驱动清洗机的优势在于他们不需要电源就可以在野外作业。而泵筒和柱塞各自的腐蚀磨损量则由构成材料的物理机械化学性能、相互运动关系、工作环境和条件等因素决定。最终从抽油泵(Deep well pump)角度（angle)上看，泵筒和柱塞的材料和表面处理(chǔ lǐ)工艺的选择成为决定这个摩擦学系统腐蚀磨损量的决定因素。

　 选择并优化泵筒和柱塞材料和表面处理工艺的目的是让这个摩擦学系统的腐化侵蚀 磨损（零部件失效的一种基本类型）量达到最小。带电清洗剂环保型电气设备清洗剂，又称带电清洗剂。适用于电动机、发电机、定子、转子、端子排、变电设备、配电室设备、大型电磁阀门、自控开关、电焊机及各类电气设备的清洗。由于影响(influence)因素(factor)众多，所以泵筒和柱塞的材料选择匹配仍然没有一个理论指导，研发人员目前做的最多的工作是选择各种泵筒和柱塞的材料和表面处理工艺，然后在一定的腐蚀磨损条件下进行室内摩擦磨损试验，从试验的结果来确定在这种试验条件下，应该选择什么样的泵筒柱塞材料。这里介绍两种试验结果：

　 第一种结果：泵筒材料及表面处理(chǔ lǐ)工艺为45钢表面化学镀镍磷合金(alloy)、303钢表面镀铬、4%－6%铬钢加压氮化等3种；柱塞材料及表而处理工艺为碳(C)钢镀铬、碳素钢激光处理、海军黄铜化学镀镍磷合金、蒙耐尔合金镀铬等4种。将上述材料分别配对进行耐磨耗性试验，试验用的摩擦副由环和块组成。介质(起决定作用的物质)为清水，温度（temperature)60℃，黏度为0.000653Pa/s。试验机为MG－200型高速高温摩擦磨损试验机。所加载荷1kN，试件总摩擦行程为20km。通过对不同泵筒和柱塞的材料及表面处理工艺的配对耐磨性试验研究，并按柱塞先失效原则排序，可供选用泵筒和柱塞摩擦副最优匹配材料分别为碳钢化学镀镍磷合金和碳钢镀铬。

　 第二种结果：泵筒材料及表面处理工艺为碳(C)钢表面镀铬（Chrome plated）、碳钢表面化学镀镍磷(P)合金和38CrMoAl氮化；柱塞材料及表面处理工艺为碳钢表面镀铬、碳钢表面化学镀镍磷合金、碳钢表面喷焊镍基合金和38CrMoAl氮化，分别组合配对成9对摩擦副。带电清洗剂是一种安全、经济的电气设备清洗剂，优异的油污清洗能力可在工作现场直接清洗电动机的转子、定子、风孔、电缆接头、配电开关触点的油污、碳粉和灰尘等。本品是不带刺激气味，对人体无毒害的新一代溶剂型非ODS带电清洗剂。具有低表面张力、低粘度等特点。优良的渗透性，能有效的清洗各种材质的电气设备，特有的自然干燥性，非常适用于火电、水电检修时现场清洗。试验摩擦副由环和柱构成。试验介质为含油污水，其中含油5%；水中的无机盐包含比重：氯离子11000mg/1，二氧化碳25mg/1，钙离子25mg/1，碳酸氢根离子30mg/1，镁离子13mg/1，总铁8mg/1；含砂0.4%；温度为60℃。同样采用国产MG-200高速高温摩擦磨损（零部件失效的一种基本类型）试验机。试验载荷100N，摩擦总行程约为6km。综合分析(Analyse)试验结果，认为碳钢喷焊柱塞与碳钢镀铬泵筒配对为最优，38CrMoAI氮化柱塞与碳钢镀铬泵筒配对次之。