魏松

（中海油田服务股份有限公司，天津 300459）

0 引言

石油和天然气钻探设备用于在不同的环境中钻探，以便于从碳氢化合物储层中提取石油和天然气。在旋转钻井中，钻机通过其泥浆循环系统使用钻井液来帮助钻头进入地层。钻机的泥浆泵使钻井液（泥浆）在高压下沿钻孔内的钻柱向下循环，并沿环形空间（钻井管状系统和地面之间的空隙）向上返回。由于活塞的往复运动，钻井液开始从泥浆泵的泵室及泵的吸入和排出管线中流出。为了确保定向的流体运动，泥浆泵配有凡尔，以交替中断液缸与吸入和排出管线之间的连通。

凡尔是泥浆泵运行中的重要元件，它们的材质、结构和状态在很大程度上影响泵的正常运行，是泥浆泵中最重要的易损件之一。冲蚀和腐蚀是影响凡尔寿命的最重要现象，这与钻井液压力和流量有关。压力和流量越大，冲刷腐蚀过程越强。

凡尔总成有凡尔、凡尔座、凡尔弹簧和凡尔密封等4个主要部件，如图1所示。

图1 凡尔总成

侵蚀性磨损的出现受到技术条件的影响，例如用于制造凡尔部件的基底材料、用于凡尔组件表面的硬化方法、凡尔的结构形式及泥浆流动条件（如流速和压力）。

1 泥浆泵凡尔的功能和结构特点

旋转钻井中使用的现代泥浆泵主要是三缸单作用活塞泵，流速高达3600 L/min，压力高达50 MPa[1]。钻井液具有在钻井过程中从井壁收集碎屑并将其带到地面的功能。对于泥浆泵，使用由螺旋弹簧加载并由弹性垫圈（橡胶或氨基甲酸乙酯）密封的凡尔，具有高等级加工的接触面。……