Guarnizioni dell'anello del pistone della pompa del fango di trivellazione petrolifera

La guarnizione dell'anello del pistone della pompa del fango di perforazione petrolifera è un componente chiave nel sistema di circolazione del fluido di perforazione e le sue prestazioni influiscono direttamente sull'efficienza della perforazione e sul consumo energetico. Le guarnizioni delle fasce elastiche vengono utilizzate principalmente per le guarnizioni del movimento del pistone nelle valvole delle pompe alternative, solitamente realizzate in materiali metallici, e raggiungono una perfetta aderenza alla parete del cilindro. Le guarnizioni delle fasce elastiche possono essere divise in due tipi: anelli rigidi e anelli flessibili e possono essere suddivise in anelli d'aria e anelli d'olio in base alle condizioni di lavoro.

Il gruppo pistone è una delle parti principali del sistema terminale del fluido della pompa del fango ed è anche una delle parti soggette ad usura nei lavori di perforazione. La pressione di scarico della pompa per fango è generata dal movimento lineare alternativo del gruppo pistone nel pistone. Il gruppo pistone è composto da un nucleo del pistone, un foglio di gomma, un anello elastico, una piastra di pressione, ecc., di cui il materiale del nucleo del pistone è solitamente 42CrMo e il materiale della gomma del pistone è gomma nitrilica o gomma poliuretanica. La gomma nitrilica è adatta per ambienti di lavoro di perforazione ordinari con pressione di esercizio inferiore a 20 MPa, la temperatura di esercizio non è superiore a 120 gradi, ha una buona resistenza all'usura e alla corrosione chimica e ha una lunga durata. La gomma poliuretanica ha un'eccellente resistenza all'olio e all'usura ed è adatta per fanghi a base di olio con una pressione di esercizio inferiore a 35 MPa e un ambiente di lavoro con elevato contenuto di sabbia.

Il pistone e la canna del cilindro (o direttamente con la parete interna del cilindro) formano una coppia di guarnizioni dinamiche e gli elementi di tenuta sono assemblati sul pistone. Attraverso il movimento alternativo del pistone, il volume nella camera di lavoro viene modificato alternativamente e il processo di aspirazione e scarico della pompa viene realizzato con l'aiuto della valvola della pompa. Pertanto, il pistone deve avere una buona tenuta, resistenza e rigidità sufficienti e il collegamento e il posizionamento del corpo del pistone e dello stelo, dell'anello del pistone, ecc. devono essere solidi e affidabili.

Nell'applicazione pratica, il materiale della guarnizione dell'anello del pistone è resistente all'usura e alla corrosione e ha una buona applicabilità per condizioni di lavoro contenenti particelle solide o mezzi corrosivi. Tuttavia, le guarnizioni per fasce elastiche richiedono un'elevata precisione di produzione, quindi la loro applicazione in alcune pompe alternative di grandi dimensioni è limitata. Per migliorare la durata e le prestazioni di tenuta del pistone, i ricercatori hanno utilizzato il principio della biomimetica per migliorare le condizioni di lubrificazione interfacciale del sistema di attrito del rivestimento del pistone della pompa di fango attraverso il design bionico non liscio e migliorare la resistenza all'usura e tenuta del pistone della pompa fango. Questo design ottimizza lo stato di sollecitazione della superficie di lavoro del pistone della pompa fango, aumenta la forza di contatto del labbro della vaschetta in cuoio del pistone, riduce lo stress equivalente alla radice della vaschetta in cuoio del pistone, migliora la tenuta, riduce lo schiacciamento delle radici e prolunga la durata del pistone.

In sintesi, le guarnizioni degli anelli dei pistoni delle pompe per fanghi di trivellazione petrolifera sono una parte importante per garantire l'efficienza della perforazione e l'affidabilità delle attrezzature, e il loro design e la selezione dei materiali sono di grande importanza per migliorare l'efficienza della perforazione e ridurre i costi di manutenzione.

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