CN103032305A - 一种密封耐磨泥浆泵活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封耐磨泥浆泵活塞，用于往复式单作用或双作用钻井用泥浆泵活塞。所述的泥浆泵活塞主要由拉杆、固定在拉杆上的钢芯和固定在钢芯上的活塞皮碗组成，皮碗外表面有多道密封沟槽，且密封沟槽内充满润滑液。每道密封沟槽纵截面是三角形，三角形与缸壁接触形成两个夹角，靠近泥浆侧的夹角为α，靠近钢芯的夹角为β，两夹角均为锐角，且必须保证β＞α。沟槽间距L大于沟槽与缸壁接触边的边长D，沟槽的个数及沟槽的大小根据活塞尺寸而定。在活塞皮碗表面添加沟槽的目的是提高活塞对润滑液的密封能力，使润滑液能长时间在摩擦副之间起润滑作用，同时沟槽的存在也加大了润滑液的存储空间，提高活塞密封耐磨性能，从而提高活塞使用寿命。

Description

一种密封耐磨泥浆泵活塞

技术领域：

本发明涉及一种密封耐磨泥浆泵活塞，应用于往复式单作用或双作用钻井用泥浆泵活塞。

背景技术：

泥浆泵在钻井中起到向井底输送泥浆，并将钻井岩屑通过泥浆携带到地面的作用。泥浆泵就是通过活塞在缸套内作往复运动，才将泥浆从进口吸进，从出口高压排出。在泥浆泵工作过程中，由于泥浆泵活塞不断受到高压泥浆的冲击，及与缸套的摩擦接触，使活塞成为泥浆泵最容易失效的部件。

泥浆泵活塞失效的主要原因就是活塞的磨损。活塞的磨损导致活塞密封性能下降，从而使高压泥浆更容易进入到活塞缸套摩擦副内，加速了活塞磨损失效。活塞的磨损往往是由于活塞与缸套的密封性能不好，很难在摩擦副之间存留润滑液，使摩擦副润滑性能下降，导致活塞在高摩擦的条件下工作，成为泥浆泵最容易损坏的部件。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有泥浆泵活塞的上述缺欠和不足，提供一种密封耐磨泥浆泵活塞。通过在活塞皮碗上设置多道沟槽，提高活塞的密封、润滑、耐磨性能，达到提高活塞使用寿命的目的。

本发明可以通过以下技术方案来实现，结合附图说明如下：

一种密封耐磨泥浆泵活塞，主要由拉杆1、固定在拉杆1上的钢芯3和固定在钢芯3上的活塞皮碗4组成，所述的活塞皮碗4外表面有多道密封沟槽，且密封沟槽内充满润滑液，每道密封沟槽纵截面是三角形，三角形与缸壁接触形成两个夹角，靠近泥浆侧的夹角α，靠近钢芯3的夹角为β，两夹角均为锐角，且必须保证β＞α。

所述沟槽间距L大于沟槽与缸壁接触边的边长D，沟槽的个数及沟槽的大小根据活塞尺寸而定。

第一道沟槽距唇口保持一定距离，该距离为沟槽与缸壁接触边边长D的0.5～1.5倍。

本发明具有以下一些优点：

提高了活塞的密封性能。活塞皮碗表面的沟槽结构，经实验证明利于构成密封结构，靠近钢芯3的夹角β大于靠近泥浆侧的夹角α，一方面避免润滑液向外流动，另一方面也可以使流走的润滑液得以回流，多道沟槽同时又构成了多道密封屏障。

提高了活塞的润滑耐磨性能。沟槽的存在利于将润滑液保持在摩擦副之间，同时又加大了润滑液的存储空间，对活塞润滑十分有利。润滑性能的提高也会提高活塞的耐磨性能。

可储存磨损颗粒。一旦有泥浆颗粒进入到摩擦副之间，沟槽的存在也会起到存储一部分磨损颗粒的作用，避免这部分磨砂颗粒对活塞及缸套产生刮划，从而提高活塞的使用寿命。

附图说明：

图1是本发明活塞的装配示意图。

图2是本发明活塞总成示意图。

图3是图2的局部放大图。

图4是本发明双作用泥浆泵活塞总成示意图。

附图中1.拉杆；2.缸套；3.钢芯；4.活塞皮碗；5.压板；6.卡环；7.锁紧螺母；

α.沟槽纵截面靠近泥浆侧的夹角；β.沟槽纵截面靠近钢芯3的夹角；L.沟槽间距；D.沟槽与缸壁接触边的边长。

具体实施方式：

下面结合附图进一步说明本发明的具体内容及实施方式。

一种密封耐磨泥浆泵活塞，活塞皮碗4由压板5和卡环6固定在活塞钢芯3上，活塞皮碗4在有一定过盈量的基础上装入缸套2中，再通过锁紧螺母7将活塞紧固在拉杆1上。所述的泥浆泵活塞皮碗4外表面有多道密封沟槽，且密封沟槽内充满润滑液。每道密封沟槽纵截面是三角形，三角形与缸壁接触形成两个夹角，靠近泥浆侧的夹角为α，靠近钢芯3的夹角为β，两夹角均为锐角，且必须保证β＞α。

本发明的一种密封耐磨泥浆泵活塞皮碗4表面的密封沟槽可以是一次压铸成型，也可以采用在皮碗表面再次加工的方法制备。

所述的密封耐磨泥浆泵活塞，沟槽间距L大于沟槽与缸壁接触边的边长D，即保证每道沟槽之间有一定厚度，利于形成密封结构，但此厚度不易过大。由于泥浆泵活塞有不同型号，密封沟槽的个数及沟槽的大小根据活塞尺寸而定。第一道沟槽距唇口保持一定距离，该距离为沟槽与缸壁接触边边长D的0.5～1.5倍，避免高压泥浆直接冲破活塞唇口而使活塞磨损过快。

本发明应用于往复式单作用或双作用钻井泥浆泵活塞，安装拆卸与常规活塞相同，无特殊使用要求。

本发明的技术特点在于活塞皮碗4外表面有多道沟槽，沟槽的纵截面是三角形，大量实验证明这种结构不仅利于密封摩擦副之间的润滑液，而且可以阻挡进入摩擦界面的泥浆继续对活塞进行磨损，多道沟槽形成了多级密封结构。密封沟槽的存在增加了润滑液的存储空间，延缓了润滑液逃离摩擦界面的时间，同时可以容纳一定数量的磨损颗粒，使进入摩擦界面的颗粒不至于对活塞或缸套表面造成大面积的犁铧，可以在很大程度上提高活塞及缸套的使用寿命。

密封沟槽的个数根据不同型号活塞的具体长度及使用情况而定。当用于双作用泥浆泵时，只要将沟槽结构采用背对背的形式布置于活塞两端即可，参阅附图4所示。

Claims (3)

1.一种密封耐磨泥浆泵活塞，主要由拉杆(1)、固定在拉杆(1)上的钢芯(3)和固定在钢芯(3)上的活塞皮碗(4)组成，其特征在于：

所述的活塞皮碗(4)外表面有多道密封沟槽，且密封沟槽内充满润滑液，每道密封沟槽纵截面是三角形，三角形与缸壁接触形成两个夹角，靠近泥浆侧的夹角(α)，靠近钢芯(3)的夹角为(β)，两夹角均为锐角，且必须保证(β)＞(α)。

2.根据权利要求1所述的密封耐磨泥浆泵活塞，其特征在于：

所述沟槽间距(L)大于沟槽与缸壁接触边的边长(D)，沟槽的个数及沟槽的大小根据活塞尺寸而定。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的密封耐磨泥浆泵活塞，其特征在于：

第一道沟槽距唇口保持一定距离，该距离为沟槽与缸壁接触边边长(D)的0.5～1.5倍。

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