专利名称：一种密封耐磨泥浆泵活塞的制作方法
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
栗活塞。
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
如下一种密封耐磨泥浆泵活塞，主要由拉杆1、固定在拉杆I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O. 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。
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。
具体实施例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I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O. 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。
权利要求
1.一种密封耐磨泥浆泵活塞，主要由拉杆(I)、固定在拉杆(I)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) > U)。
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O. 5 1. 5倍。
全文摘要
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。
文档编号F04B53/14GK103032305SQ20131002060
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月19日 优先权日2013年1月19日
发明者汝绍锋, 丛茜, 乔静波 申请人:吉林大学