目前,僅依靠人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)壓裂泵滑履與導(dǎo)板間隙和確定潤(rùn)滑油供油流量,缺乏科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo),導(dǎo)致滑履和導(dǎo)板磨損、燒瓦時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重縮短了壓裂泵使用壽命,影響壓裂作業(yè)生產(chǎn)安全。為此,針對(duì)6000HP壓裂泵,研究了潤(rùn)滑油作用下壓裂泵滑履與導(dǎo)板間的摩擦生熱、散熱機(jī)理,推導(dǎo)了滑履與導(dǎo)板間隙和供油流量對(duì)壓裂泵潤(rùn)滑冷卻狀態(tài)的影響規(guī)律,并在壓裂泵試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果表明:隨著滑履與導(dǎo)板間隙減小,潤(rùn)滑油溫度變化愈加明顯,當(dāng)滑履與導(dǎo)板間隙小于0.2 mm時(shí),潤(rùn)滑油溫度會(huì)達(dá)到360 K,超過(guò)所選潤(rùn)滑油的許用工作溫度;供油流量的增大會(huì)使?jié)櫥蜏囟冉档?但當(dāng)供油流量超過(guò)2 L/min時(shí),供油流量對(duì)潤(rùn)滑油溫度的影響并不顯著。研究結(jié)果可為合理制定壓裂泵滑履與導(dǎo)板間隙、潤(rùn)滑油供油流量提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。 

【文章來(lái)源】：工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2020年01期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

失效滑履和失效導(dǎo)板的表面形貌

圖3所示為潤(rùn)滑油在滑履與導(dǎo)板間流動(dòng)示意圖。潤(rùn)滑油在遠(yuǎn)離導(dǎo)板處受滑履運(yùn)動(dòng)作用產(chǎn)生位移，而靠近導(dǎo)板的潤(rùn)滑油流速為0 m/s；將滑履看作平行于導(dǎo)板運(yùn)動(dòng)的平板，在它的帶動(dòng)下，其上部潤(rùn)滑油隨之流動(dòng)。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律可知[11]，潤(rùn)滑油在滑履作用下流動(dòng)時(shí)，其內(nèi)摩擦剪切強(qiáng)度τ為：

壓裂泵滑履和導(dǎo)板正常工作時(shí)處于滑動(dòng)摩擦狀態(tài)，因此，選用美國(guó)CERT公司的UMT-TriboLab多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)（見圖4）進(jìn)行滑履與導(dǎo)板的往復(fù)滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)。將滑履、導(dǎo)板的母材制成外形尺寸為16 mm×5mm×10 mm的對(duì)摩試樣。為避免其他雜質(zhì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，在試驗(yàn)前后均用丙酮清洗試樣，烘干備用。為模擬壓裂泵的實(shí)際工況，設(shè)定往復(fù)摩擦行程為2 cm，往復(fù)頻率為4 Hz，施加載荷為35 N。該工況下，滑履與導(dǎo)板間摩擦系數(shù)μ=0.08；給熱系數(shù)是與滑履與導(dǎo)板間隙和潤(rùn)滑油供油流量有關(guān)的系數(shù)[16]，其中，X為濕周長(zhǎng)度，q為潤(rùn)滑油供油流量。利用MATLAB軟件對(duì)滑履與導(dǎo)板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析，得到滑履運(yùn)動(dòng)速度和滑履與導(dǎo)板間接觸壓力的變化曲線，如圖5所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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