钻井泵活塞缸套表面微结构减阻降温性能研究OA

为解决钻井泵活塞缸套密封副在高速、高压工况下因摩擦阻力过大、温升剧烈导致的密封失效问题,以丁腈橡胶(NBR)活塞与高铬铸铁缸套为对象,设计并制备了不同直径、深度、面积率及排布方式的表面微结构试样。借助摩擦磨损试验机搭建密封副模拟试验平台,系统探究了微结构几何参数对密封副摩擦系数、表面温升及磨损量的影响规律,并结合微观磨损形貌揭示其减阻降温机理。结果表明,当微结构参数为直径100μm、深度40μm、面积率4%~5%时,密封副综合性能最优,相较于无织构试样,其平均摩擦系数降低约50%,表面温升降低62.5%,活塞磨损量降低40.7%。该参数下的微结构可通过构建“微油池”实现持续润滑、存储磨屑,以减轻磨粒磨损、分散接触应力并避免局部过热,从而协同提升密封副减阻、降温与抗磨损性能。研究可为钻井泵活塞缸套密封副的表面结构优化提供参考。