采油封隔器4Cr13钢矩形弹簧研制VIP专享VIP免费

‘采油封隔器4Crl3钢矩形弹簧研制辽宁I程技术大学(辽宁阜新123000)塾姐7／lz辽河石油勘探局沈阳采油厂(辽宁新民110316)薯春光——一摘蔓根据对采油封隔器中弹簧使用和性能的要求，选用4Cr13不锈钢翩造，弹簧截面设计成矩设备，其主要特点是靠弹簧作用于卡瓦实现座封，因此，弹簧是其关键零件之一。由于石油开采逐渐向地层深处发展，特别是处在1500m以下的深层原油，以前我国只有使用进口封隔器才能开采。由于进口的价格高，所于1993年研制了Y221—15型油气田封隔器，以取代进口的同类水平的封隔器，基本满足了国内石油开采市场的需要。据调查，由于弹簧过早失效，影响座封和解封所造成的停产检修，每次大约损失数万元高于i00×10m／s时，除三叶片叶轮外，另外两种叶轮的性能都急剧下降。这说明采用适当的叶片数及叶片型线，可以在一定的粘度范围内缓和由于粘性增加引起的性能降低。试验表明，三叶片叶轮的输送能力随粘度的增大有提高的趋势，对高粘输送的适应性较强。由于以上各种试验叶轮外径、进口状态都相同，只是叶片数与叶型差距较大，结果导致其性能随运动粘度的影响差距较大，这也说明，粘性对叶轮性能的影响不能简单以粘度的大小来划分。4结论1)输送介质的运动粘度较低时，叶片数增多，泵效基本相同，其最优工况点的扬程、流量和轴功率增大比较明显，而且随运动粘度的增加，叶片数对各离心泵最优工况点性能的影响减弱。2)输送高粘介质时，三叶片叶轮性能最好，说明高粘输送时不宜采用较多的叶片数。3)叶片数对粘性输送的影响随粘度的大小范围而变化。在本试验条件下，在运动粘度低于100×lOm／s时，叶片数对泵性能的影响程度基本相同，在粘度高于100×lOm／s时，除三叶片叶轮外，另外两种叶轮的性能急剧下降4)介质粘性对泵性能的影响不能简单地以运动粘度的大小来划分，还应综合考虑叶片数和叶型的影响参考文献1陈晓玲．用涡轮流量计测量高粘流体流量的研究．1997石油装备学术交流年会论文集．北京：石油工业出版社．1997．74~77(收稿日期：1998—05—11)维普资讯http://www.cqvip.com·40·OILFEILDI~QUIPMF．NT1998Vo1．27№5采油封隔器卡瓦弹簧，其工作环境温度高(250℃左右)，在空间和尺寸受限制情况下又要求受力与变形有较好的线性关系，经过分析和计算，采用矩形截面弹簧才能满足使用要求。此外，还要有一定耐腐蚀、抗氧化性能1研制方案，1．1弹簧材质选择由于封隔器在1500mI；l下的深井作业，工作温度可达250℃，受多种介质腐蚀，在座封和解封时还要受到一定冲击力所以，要求弹簧不仅要耐腐蚀、抗氧化、耐热、抗松驰，还应具有抗冲击载荷能力。因此，选择4Cr13马氏体不锈钢作为弹簧的材料]。1．24Cr13钢矩形截面的轧制矩形截面4Cr13钢国内市场没有现货，进口材料成本高又不能及时供货况且用量少。因此，首先要设计制造1台能把原料轧制成矩形料的冷轧机。轧制时一要保证几何形状尺寸和表面粗糙度的要求；二要控制变形率，改善材料性能禁止用钢板切成矩形料所造成纤维组织分布不合理、韧性增加和粗糙度下降此外，还要求厚度和角度可调，这样就可以保证卷制后弹簧韵几何尺寸符合要求。经过1a时间的生产摸索，所轧制的成品完全满足卡瓦矩形弹簧尺寸要求，并为开发其他用途的矩形弹簧奠定了基础1．3弹簧的卷制在卷制弹簧过程中，矩形截面钢丝要发生旋转，而圆截面通过塑性变形抵消这种旋转。对于矩形钢丝要十分注意控制这种旋转，特别是弹簧指数c=／d(为弹簧中径，d为钢丝直径)值小和屈强比a．／ab(a．为屈服点，为抗拉强度极限)大的矩形弹簧卷制难度更大。同时由于矩形料在卷制弹簧时内外变形量不一致，很难保证矩形形状，因此，要求材料有一定的强韧性及硬度；在普通卷制弹簧设备上增设了仿形自动跟进辅助装置，这样就可以保证弹簧的几何尺寸精度，防止卷制过程中的翻倒和旋转，提高了产品的合格率。弹簧的几何尺寸如图1圈14cr13铜矩形弹簧几何尽寸·mm．1．4热处理工艺4Crl3钢矩形弹簧在使用过程中常出现有脆断及松驰现象。经过实验分析得知，脆断主要是由于淬火后组织中含有一定量的残余奥氏体，回火后的冷却及使用过程中，部分残余奥氏体转变为马氏体脆性相，同时加...