
Поршневой узел — ключевой возвратно-поступательный уплотнительный компонент гидравлической части бурового насоса нефтепромыслового назначения. Он состоит из сердечника поршня, чашечной манжеты, прижимного диска, крепёжных элементов и других деталей и устанавливается внутри втулки. При работе бурового насоса поршневой узел совершает вместе со штоком поршня прямолинейное возвратно-поступательное движение и совместно с клапанным узлом обеспечивает всасывание и нагнетание бурового раствора.
Поршневой узел — ключевой возвратно-поступательный уплотнительный компонент гидравлической части бурового насоса нефтепромыслового назначения. Он состоит из сердечника поршня, чашечной манжеты, прижимного диска, крепёжных элементов и других деталей и устанавливается внутри втулки. При работе бурового насоса поршневой узел совершает вместе со штоком поршня прямолинейное возвратно-поступательное движение и совместно с клапанным узлом обеспечивает всасывание и нагнетание бурового раствора. За счёт плотного прилегания манжеты к внутренней стенке втулки образуется динамическое уплотнение, разделяющее полости высокого и низкого давления, создаётся стабильное давление насоса и обеспечивается подача бурового раствора под давлением. Это ключевой элемент, гарантирующий выход насоса на номинальные давление и подачу.
Условия эксплуатации поршневого узла тяжёлые: он длительно совершает высокоскоростное возвратно-поступательное скольжение внутри втулки и постоянно непосредственно контактирует с коррозионным буровым раствором, содержащим обломки породы и песок. Твёрдые частицы среды непрерывно размывают и истирают уплотнительную манжету, заметно возрастает нагрев от трения, при этом узел многократно воспринимает знакопеременные нагрузки высокого давления. На нефтепромысловых площадках работа чаще всего ведётся круглосуточно и непрерывно; дополнительно действуют коррозия среды и вибрационные удары. К надёжности уплотнения узла, износостойкости и стойкости манжеты к разрыву, а также прочности конструкции сердечника предъявляются очень высокие требования. При износе манжеты и отказе уплотнения возникают переток бурового раствора, падение давления насоса и недостаточная подача, что приводит к перерыву буровых работ.
Технология производства и сборки регламентирована и точна. Сердечник поршня изготавливается ковкой из высокопрочной легированной стали; после ковки заготовка проходит улучшающую термическую обработку, обеспечивающую прочность и ударную стойкость сердечника. Уплотнительная манжета изготавливается формованием прессованием из специальной маслостойкой и износостойкой резиновой композитной смеси. Сердечник поршня проходит чистовую токарную обработку на станке с ЧПУ по наружному профилю и установочному уступу, поверхность подвергается защитной обработке. После отдельного контроля и приёмки все детали очищаются и собираются под поджатием согласно требованиям техпроцесса; строго контролируются степень поджатия манжеты и соосность, что обеспечивает равномерное нагружение манжеты, отсутствие склонности к неравномерному износу и заворачиванию кромки при скольжении и увеличивает срок службы уплотнения.
Контроль качества охватывает весь процесс — от обработки деталей до сборки узла. При входном контроле сырья проводятся проверка материала и дефектоскопия. В процессе обработки сердечника поршня пооперационно проверяются размеры и допуски формы и расположения. Для резиновых деталей проводятся выборочные испытания на стойкость к среде, износостойкость и старение. После сборки узла выборочно проверяется соосность и выполняются имитационные испытания под давлением для проверки герметичности. Продукция управляется по системе качества ISO 9001, сохраняется полный комплект записей контроля. Изделие подходит для буровых насосов серии F и способно работать в промысловых условиях высокого давления, повышенного содержания песка и непрерывного бурения, снижая частоту замены и потери от простоев.