Поиск

The керамическая втулка бурового насоса представляет собой улучшенную версию вставного типа биметаллическая втулка бурового насоса, где внутренняя втулка из высокохромистого чугуна заменена коррозионно-стойкой керамической. Технический принцип заключается в применении современной технологии фазового упрочнения с использованием высокопрочных и высокопрочных оксидных керамических материалов для изготовления внутренней втулки вкладыша, что обеспечивает длительный срок службы. Технология изготовления внешней втулки идентична технологии изготовления внешней втулки биметаллических вкладышей.Ⅰ. Материалы керамических вкладышейВ условиях продолжающегося расширения масштабов освоения нефтегазовых ресурсов в мире частая замена большого количества металлических футеровок по-прежнему не обеспечивает удовлетворения требований к высокому давлению и износостойкости буровых установок. Однако керамические материалы для футеровок, такие как диоксид циркония, оксид алюминия и композитная керамика ZTA (цирконий-оксид-упрочненный оксид алюминия), обладают чрезвычайно высокой твёрдостью, значительно превосходящей твёрдость металлических материалов.Исходные материалы (микропорошки диоксида циркония и оксида алюминия высокой чистоты) подвергаются сложному холодному прессованию для однократного формования, высокотемпературному спеканию, сборке и финишной высокоточной шлифовке и полировке. Полученные керамические вкладыши обладают высокой прочностью на изгиб, высокой прочностью на растяжение, высокой вязкостью разрушения и превосходной стойкостью к кислотной и щелочной коррозии.Ⅱ. Особенности керамических вкладышей1. Отличная коррозионная стойкостьКерамические материалы обладают чрезвычайно высокой химической стабильностью и менее подвержены химическим реакциям в агрессивных средах, таких как кислоты, щелочи и соляной туман. Ни ионы хлора/водорода в буровом растворе, ни кислотный шлам в горнодобывающей промышленности не способны легко вызвать коррозию керамических футеровок. Например, при работе с буровым раствором с pH от 3 до 11 керамические футеровки могут сохранять структурную целостность в течение длительного времени; в отличие от них, биметаллические футеровки могут подвергаться коррозии из-за истончения стенок и нарушения герметичности в течение нескольких месяцев.2. Хорошая стойкость к высоким температурам и термическая стабильностьКерамические материалы имеют высокие температуры плавления (например, около 2050 °C для оксида алюминия и 2715 °C для диоксида циркония) и низкие коэффициенты теплового расширения, поэтому они не склонны к деформации или растрескиванию в условиях высоких температур. Во время бурения локальная температура, возникающая из-за трения при работе насоса, может достигать 150–200 °C; керамические футеровки сохраняют размерную стабильность, предотвращая увеличение зазоров в уплотнениях из-за теплового расширения и сжатия. В отличие от них, металлические футеровки подвержены термической деформации при высоких температурах, что может привести к утечке бурового раствора и снижению эффективности насоса.3. Низкий коэффициент трения и энергосберегающие свойстваКерамические материалы обладают высокой гладкостью поверхности и чрезвычайно низким коэффициентом трения с поршнями или плунжерами. Например, Керамическая втулка бурового насоса типа FНасосы имеют равномерно структурированную керамическую внутреннюю облицовку; их поверхности подвергаются многоэтапной прецизионной обработке, что обеспечивает превосходную чистоту и блеск. Это снижает сопротивление трения между облицовкой и движущимися частями, снижая энергопотребление буровых насосов, что обычно обеспечивает экономию энергии на 5–10%. Кроме того, это дополнительно замедляет старение компонентов и повышает стабильность работы всего оборудования.Ⅲ. Общая стоимостьПо сравнению с традиционными биметаллическими вкладышами, срок службы керамических вкладышей может достигать 3000–4000 часов — более чем в 10 раз больше, чем у металлических. Это значительно повышает экономическую эффективность, снижает комплексные затраты (включая техническое обслуживание, трудозатраты, хранение и транспортировку) и обеспечивает стабильное ведение буровых работ.