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激光冲击强化与表面织构协同作用对活塞环-缸套副摩擦性能的影响
1
作者
钟林
陈俊名
+3 位作者
王国荣
康桂蓉
魏刚
廖文玲
《表面技术》
北大核心
2025年第11期63-73,共11页
目的针对储气库压缩机活塞环-缸套副的磨粒磨损和黏着磨损失效,创新性地提出利用激光冲击强化与表面织构协同来提升PTFE/42CrMo活塞环缸套副的润滑及耐磨性能的新方法。方法针对42CrMo缸套试样,首先采用脉冲能量为5 J、光斑直径为3 mm...
目的针对储气库压缩机活塞环-缸套副的磨粒磨损和黏着磨损失效,创新性地提出利用激光冲击强化与表面织构协同来提升PTFE/42CrMo活塞环缸套副的润滑及耐磨性能的新方法。方法针对42CrMo缸套试样,首先采用脉冲能量为5 J、光斑直径为3 mm、脉冲宽度为10 ns、搭接率为50%的激光工艺参数进行冲击强化处理;其次,在冲击强化后的42CrMo试样表面,采用激光烧蚀出直径约800μm、深度约100μm、面积比20%的均布圆形凹坑。基于UMT高频线性往复模块,在模拟载荷200 N、频率5 Hz、固相粉尘粒径10~20μm、质量分数1%的ISO VG 32润滑油浸没环境下,开展PTFE/42CrMo活塞环缸套副单元摩擦磨损试验研究,以摩擦因数、磨损量和磨损形貌等特征综合分析评价织构、激光冲击强化和二者协同作用下配对副的摩擦学性能。结果在模拟测试工况下,未作处理试样的平均摩擦因数为0.1406,总磨损量为1.188 mg,而经激光冲击强化与表面织构协同作用后,试样的平均摩擦因数为0.0699,总磨损量为0.670 mg,协同作用可使PTFE/42CrMo活塞环缸套副的摩擦因数降低约50%,耐磨性能提升了约43%,主要归因于织构可捕捉储存磨损产生的磨粒及激光强化可降低黏着磨损的协同作用,另一方面,激光冲击强化作用产生的表面残余压应力能够中和激光烧蚀织构区域的部分残余拉应力,从而有效消除了织构边缘的热效应缺陷,表面硬度的提升有效提升了配对副的抗磨性能。结论该研究为储气库压缩机复杂介质条件下活塞环-缸套副润滑及耐磨性能的提升提供了创新的解决思路。
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关键词
PTFE/42CrMo摩擦副
激光冲击强化
表面织构
协同作用
摩擦性能
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职称材料
可调式节流喷嘴多规格内割刀水循环试验研究
2
作者
李勇
陈峰
+4 位作者
卢艳
梁聪
孙瑞涛
史健博
康桂蓉
《石油机械》
北大核心
2024年第8期85-91,140,共8页
为了提高油管内割刀切割效率,避免油管切割时发生割刀刀具伸出不足、刀片磨损失效快及喷嘴流量不可控等不良现象,研发了一种基于可调节式节流喷嘴的系列化互换多规格油管内割刀。对该工具设计了专用试验平台验证其使用可靠性,并对关键...
为了提高油管内割刀切割效率,避免油管切割时发生割刀刀具伸出不足、刀片磨损失效快及喷嘴流量不可控等不良现象,研发了一种基于可调节式节流喷嘴的系列化互换多规格油管内割刀。对该工具设计了专用试验平台验证其使用可靠性,并对关键结构设计和试验步骤进行介绍。试验在水循环工况下由初试切割、正常切割、循环启停切割及磨损切割试验组成。研究结果表明:在主体结构及初始外径不变的情况下,系列化割刀能适应不同规格油管切割,可调式节流喷嘴能够满足现场泵组压力,保证割刀合理的转速;割刀能够在163 s内割断73.0 mm油管,多次启停切割73.0 mm油管时长为179 s,剧烈磨损后能在426 s内割断89.0 mm油管,刀具使用寿命达到4次;切割时割刀需要缓慢切入,靠近管壁时需停留23 s左右达到稳定状态,防止出现憋泵现象。试验验证了该刀具的伸出范围可以调节以适应不同外径油管,刀片在不同喷嘴流量下能够多次完成切割作业。研究结果表明该工具可为修井作业现场应用提供技术支撑。
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关键词
油管内割刀
可调式节流喷嘴
水循环试验
压力分析
切割时长
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职称材料
修井用双活塞驱动式小油管内割刀设计及试验
3
作者
李勇
肖寒
+4 位作者
华泽君
王伟军
陈治中
郑云鹤
康桂蓉
《石油机械》
北大核心
2024年第10期125-131,共7页
为解决修井作业中小油管内割刀切割效率低和压力不稳定的问题,提出了双活塞驱动式小油管内割刀结构。对工具结构和工作原理进行了介绍,对双活塞和割刀刀具等关键结构进行了设计,并对割刀本体开展了力学仿真分析,研究其关键部位受力情况...
为解决修井作业中小油管内割刀切割效率低和压力不稳定的问题,提出了双活塞驱动式小油管内割刀结构。对工具结构和工作原理进行了介绍,对双活塞和割刀刀具等关键结构进行了设计,并对割刀本体开展了力学仿真分析,研究其关键部位受力情况;通过地面试验验证了双活塞割刀的性能和应用效果。研究结果表明:螺纹根部最大应力为225 MPa,割刀安装位置最大应力为212 MPa,螺纹孔应力为206 MPa,活塞接触面最大应力为159 MPa,割刀本体整体应力分布较均匀;单活塞切割?73.00 mm油管时长为269 s,双活塞切割时长为181 s,切割时长缩短32%;双活塞割刀刀具磨损较轻,油管切割断口光滑平整。试验结果说明双活塞驱动式割刀切割效率和切割稳定性提升显著。研究结果可为修井现场油管切割作业提供理论和技术支撑。
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关键词
小油管切割
内割刀
双活塞
仿真分析
试验验证
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职称材料
题名
激光冲击强化与表面织构协同作用对活塞环-缸套副摩擦性能的影响
1
作者
钟林
陈俊名
王国荣
康桂蓉
魏刚
廖文玲
机构
西南
石油
大学机电工程学院
西南
石油
大学能源装备研究院
四川麦斯威石油钻采工具有限公司
成都工业学院智能制造学院
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第11期63-73,共11页
基金
国家自然科学基金面上项目(51775463)
四川省科技教育联合基金面上项目(2024NSFSC2021)。
文摘
目的针对储气库压缩机活塞环-缸套副的磨粒磨损和黏着磨损失效,创新性地提出利用激光冲击强化与表面织构协同来提升PTFE/42CrMo活塞环缸套副的润滑及耐磨性能的新方法。方法针对42CrMo缸套试样,首先采用脉冲能量为5 J、光斑直径为3 mm、脉冲宽度为10 ns、搭接率为50%的激光工艺参数进行冲击强化处理;其次,在冲击强化后的42CrMo试样表面,采用激光烧蚀出直径约800μm、深度约100μm、面积比20%的均布圆形凹坑。基于UMT高频线性往复模块,在模拟载荷200 N、频率5 Hz、固相粉尘粒径10~20μm、质量分数1%的ISO VG 32润滑油浸没环境下,开展PTFE/42CrMo活塞环缸套副单元摩擦磨损试验研究,以摩擦因数、磨损量和磨损形貌等特征综合分析评价织构、激光冲击强化和二者协同作用下配对副的摩擦学性能。结果在模拟测试工况下,未作处理试样的平均摩擦因数为0.1406,总磨损量为1.188 mg,而经激光冲击强化与表面织构协同作用后,试样的平均摩擦因数为0.0699,总磨损量为0.670 mg,协同作用可使PTFE/42CrMo活塞环缸套副的摩擦因数降低约50%,耐磨性能提升了约43%,主要归因于织构可捕捉储存磨损产生的磨粒及激光强化可降低黏着磨损的协同作用,另一方面,激光冲击强化作用产生的表面残余压应力能够中和激光烧蚀织构区域的部分残余拉应力,从而有效消除了织构边缘的热效应缺陷,表面硬度的提升有效提升了配对副的抗磨性能。结论该研究为储气库压缩机复杂介质条件下活塞环-缸套副润滑及耐磨性能的提升提供了创新的解决思路。
关键词
PTFE/42CrMo摩擦副
激光冲击强化
表面织构
协同作用
摩擦性能
Keywords
PTFE/42CrMo friction pair
laser shock peening
surface texturing
synergistic effect
friction performance
分类号
TH117 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
可调式节流喷嘴多规格内割刀水循环试验研究
2
作者
李勇
陈峰
卢艳
梁聪
孙瑞涛
史健博
康桂蓉
机构
中海油田服务股份
有限公司
四川麦斯威石油钻采工具有限公司
出处
《石油机械》
北大核心
2024年第8期85-91,140,共8页
基金
中国海洋石油集团有限公司“十四五”重大科技项目“海上油田钻完修井关键工具研发与应用”(E-23238006)。
文摘
为了提高油管内割刀切割效率,避免油管切割时发生割刀刀具伸出不足、刀片磨损失效快及喷嘴流量不可控等不良现象,研发了一种基于可调节式节流喷嘴的系列化互换多规格油管内割刀。对该工具设计了专用试验平台验证其使用可靠性,并对关键结构设计和试验步骤进行介绍。试验在水循环工况下由初试切割、正常切割、循环启停切割及磨损切割试验组成。研究结果表明:在主体结构及初始外径不变的情况下,系列化割刀能适应不同规格油管切割,可调式节流喷嘴能够满足现场泵组压力,保证割刀合理的转速;割刀能够在163 s内割断73.0 mm油管,多次启停切割73.0 mm油管时长为179 s,剧烈磨损后能在426 s内割断89.0 mm油管,刀具使用寿命达到4次;切割时割刀需要缓慢切入,靠近管壁时需停留23 s左右达到稳定状态,防止出现憋泵现象。试验验证了该刀具的伸出范围可以调节以适应不同外径油管,刀片在不同喷嘴流量下能够多次完成切割作业。研究结果表明该工具可为修井作业现场应用提供技术支撑。
关键词
油管内割刀
可调式节流喷嘴
水循环试验
压力分析
切割时长
Keywords
in-tubing cutter
adjustable throttle nozzle
water circulation test
pressure analysis
cutting duration
分类号
TE935 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
修井用双活塞驱动式小油管内割刀设计及试验
3
作者
李勇
肖寒
华泽君
王伟军
陈治中
郑云鹤
康桂蓉
机构
中海油田服务股份
有限公司
四川麦斯威石油钻采工具有限公司
出处
《石油机械》
北大核心
2024年第10期125-131,共7页
基金
中国海洋石油集团有限公司“十四五”重大科技项目“海上油田钻完修井关键工具研发与应用”(E-23238006)。
文摘
为解决修井作业中小油管内割刀切割效率低和压力不稳定的问题,提出了双活塞驱动式小油管内割刀结构。对工具结构和工作原理进行了介绍,对双活塞和割刀刀具等关键结构进行了设计,并对割刀本体开展了力学仿真分析,研究其关键部位受力情况;通过地面试验验证了双活塞割刀的性能和应用效果。研究结果表明:螺纹根部最大应力为225 MPa,割刀安装位置最大应力为212 MPa,螺纹孔应力为206 MPa,活塞接触面最大应力为159 MPa,割刀本体整体应力分布较均匀;单活塞切割?73.00 mm油管时长为269 s,双活塞切割时长为181 s,切割时长缩短32%;双活塞割刀刀具磨损较轻,油管切割断口光滑平整。试验结果说明双活塞驱动式割刀切割效率和切割稳定性提升显著。研究结果可为修井现场油管切割作业提供理论和技术支撑。
关键词
小油管切割
内割刀
双活塞
仿真分析
试验验证
Keywords
tubing cutting
inside cutter
double-piston
simulation analysis
experimental verification
分类号
TE935 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
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被引量
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1
激光冲击强化与表面织构协同作用对活塞环-缸套副摩擦性能的影响
钟林
陈俊名
王国荣
康桂蓉
魏刚
廖文玲
《表面技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
可调式节流喷嘴多规格内割刀水循环试验研究
李勇
陈峰
卢艳
梁聪
孙瑞涛
史健博
康桂蓉
《石油机械》
北大核心
2024
0
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职称材料
3
修井用双活塞驱动式小油管内割刀设计及试验
李勇
肖寒
华泽君
王伟军
陈治中
郑云鹤
康桂蓉
《石油机械》
北大核心
2024
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职称材料
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