泥浆泵称为钻井系统的“心脏”,而泥浆泵缸套是泥浆泵液力端的重要易磨损部件,因此泥浆泵缸套的寿命直接影响泥浆泵的寿命。并且缸套工作表面与高温、高压的燃气相接触,有活塞环在其表面作高速往复运动,这就要去泥浆泵缸套不仅要有足够的强度和刚性,而且还必须具备耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能。
一、钻井泥浆泵缸套的种类及其优势
目前,常见的泥浆泵缸套有以下几种类型:单金属缸套、双金属缸套、陶瓷缸套、镍基合金缸套。其中双金属缸套是目前使用最为广泛,也是用鲁昂最大的泥浆泵液力端零部件之一。
双金属缸套包括内套和外套,其外套采用优质碳素钢热压一次成型,具有高于900000psi的抗拉强度。内套采用高铬铸铁浇铸而成,经热处理之后硬度达到HRC62以上,能承受7000psi的泥浆压力,故对其缸套的内、外表面和内孔尺寸要求较为严格。
二、钻井双金属泥浆泵缸套的加工工艺及热处理方式
1、外套:原材料的检验----外套毛坯加工----粗车外圆----粗车内孔----热装(和内套进行热装)----镗内孔----精磨----精车
2、内套:离心浇铸----退火处理----粗车外圆----粗车内孔----半精车外圆----淬火----无损探伤----热装(与外套热装)
3、热处理方式包括:正火,退火,淬火,回火,热装(所谓的热装就是在450℃-500℃的温度下烧5-6小时,100%全检之后再冷却24小时后试压)。根据各企业的工艺不同,选择不同的热处理方式。
三、面对热处理后的钻井双金属泥浆泵缸套选择什么刀具材料较适合
刚开始就讲到钻井泥浆泵经过热处理后硬度达到HRC62以上,硬度高难加工,而且要求尺寸精度较高。目前加工黑色金属领域的刀具材料有硬质合金刀具,陶瓷刀具,立方氮化硼刀片。
根据钻井双金属泥浆泵缸套的要求性能,选择立方氮化硼刀片加工效果较好。为什么这样说原因在于(1)硬质合金刀具由于其本身性能只适合加工硬度HRC45以下的黑色金属材料;(2)陶瓷刀具适合加工硬度HRC45-55之间的黑色金属材料,而且是余量较小的精加工工序。(3)立方氮化硼刀片由于其硬度仅次于金刚石刀具,和金刚石刀具统称为超硬刀具,加工硬度HRC45以上的黑色金属材料效果最佳。
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