CN103032305B - 一种密封耐磨泥浆泵活塞 - Google Patents
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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
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 (1)
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;
相邻沟槽间距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。
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