CN103807162A - 表面织构化的压裂泵柱塞及其动密封***性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面织构化的压裂泵柱塞及其动密封***性能测试方法，密封组合的左侧为强制润滑剂，柱塞右侧为腔内压裂液，在柱塞圆柱面上设有圆柱形或圆锥形织构，表面织构为沿柱塞圆柱面圆周方向均匀分布或交错分布的若干圆柱形或圆锥形凹坑。测试时，组装试验部件、调试试验装置、记录初始数据、启动电机并采集该实验阶段各传感器的读数、对柱塞试件和密封组合试件的磨损量及表面磨痕进行观测、对记录的实验数据进行处理分析。本发明将表面织构技术应用到压裂泵柱塞上，实现表面织构技术应用到刚性材质与柔性材质的接触方式的动密封领域的突破；起到了显著降低动密封***的摩擦系数、减小温升的效果，提高了动密封***的使用寿命。

Description

表面织构化的压裂泵柱塞及其动密封***性能测试方法

技术领域

本发明属于石油开采设备领域，尤其涉及一种表面织构化的压裂泵柱塞及其动密封***性能测试方法。 

背景技术

压裂泵是油田进行压裂、酸化作业，提高油气井产量的重要设备。柱塞动密封***是其关键部件，也是主要易损部件，它的密封性能和摩擦学性能好坏直接影响酸化作业的正常实施，在较高的冲次下，柱塞表面与密封圈表面会产生较多的摩擦热，加速橡胶件老化，使之过早的失去弹性，减小对柱塞的径向抱紧力。压裂泵随着压裂环境的恶劣，即井深的增加，以及压裂酸化半径的扩大，迫切需要强化压裂酸化工艺，即要求注入高压力、高砂比、高酸度压裂液，这无疑是柱塞动密封***的工作条件变得更加苛刻，导致了柱塞动密封***的严重腐蚀、磨料磨损和疲劳失效，这样柱塞的耐磨性能和密封***的防泄漏能力就下降了，最后导致压裂泵的使用寿命降低。 

压裂泵柱塞密封的效果和摩擦学性能取决于柱塞动密封***的防泄漏和润滑、减磨性能的好坏，这将直接决定压裂泵的使用寿命。因此为了进一步提高压裂泵的酸化、压裂效率及使用寿命，压裂泵柱 塞动密封***的泄漏和磨损是目前亟待解决的问题。必须采用新的技术和工艺来提高压裂泵柱塞动密封***的摩擦学性能和密封性能，和寻求一种能够实时监测压裂泵内部数据变化并获取动密封***性能参数实验的方案。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面织构化的压裂泵柱塞动密封***，旨在改善传统压裂泵柱塞动密封摩擦副的密封失效较快及磨损严重的问题。本发明的另一目的在于提供一种柱塞动密封***的性能测试方法，旨在解决压裂泵在运动过程中密封性能与摩擦性能难以实时观测的问题设计出一种能够较好完成对压裂泵动密封***内部性能参数实施检测的方案。从而具有方案来判定某种表面织构参数能否有效提高柱塞动密封***流体动压密封和摩擦学性能。 

本发明是这样实现的，如图1所示，压裂泵柱塞动密封***主要包括柱塞及密封组合，所述的密封组合主要包括密封圈和夹布密封圈，所述密封组合的左侧为强制润滑剂，所述的柱塞右侧为腔内压裂液，在所述柱塞的圆柱面上设有圆柱形或者圆锥形的表面织构，所述表面织构为沿柱塞圆柱面圆周方向均匀分布或交错分布。 

进一步，所述柱塞采用20号钢材料制成，柱塞表面喷涂T15E-10材料，且喷涂厚度为0.4mm，所述密封组合的密封圈为丁晴橡胶材料，夹布密封圈的材料为夹布丁晴橡胶。 

进一步，所述的柱塞圆柱面的表面织构为沿其圆周方向上均匀分布或交错分布的圆柱形凹坑时，所述圆柱形凹坑的直径d为50μm～ 400μm，所述圆柱形凹坑的面积比S_p为0.5％～5％，且所述圆柱形凹坑的深度h为5μm～30μm；当所述的柱塞圆柱面的表面织构为沿其圆周方向上均匀或交错分布的圆锥形凹坑时，所述的圆锥形凹坑的大端直径d为60μm～700μm，所述圆锥形凹坑的面积比S_p为0.5％～8％，且所述圆锥形凹坑的深度h为10μm～50μm。 

进一步，所述的柱塞表面的圆柱形织构沿柱塞圆柱面圆周向均匀分布，凹坑直径d为0.2mm，面积比为2％，深度为10μm时，压裂泵柱塞动密封***的润滑减阻性能最优，相比无织构柱塞的运动摩擦系数减小50％以上，压裂液温升也降低30％以上。 

进一步，所述的柱塞的表面织构是通过激光雕刻技术完成的，步骤为先将表面织构形貌通过绘图软件绘制出，然后导入激光雕刻机自带路径软件生成代码从而进行雕刻，最后对激光雕刻完后的柱塞进行抛光处理去除毛刺。 

所述柱塞动密封***性能测试方法，包括组装试验部件、调试试验装置、记录初始数据、启动电机并采集该实验阶段各传感器的读数、对柱塞试件和密封组合试件的磨损量及表面磨痕观测、对记录的实验数据进行处理分析。具体步骤如下： 

步骤一、组装测试压裂泵柱塞动密封***密封性能和摩擦学性能的各试验装置部件； 

步骤二、调试试验装置，运行该实验装置，调整各传感器的输出信号使其都为电压信号或电流信号，调整数据采集卡的采集频率保证各传感器都能采集到信号且采集的数据信号满足后续实验数据处理 的要求; 

步骤三、记录初始数据，包括实验前柱塞试件的质量m1、密封组合件的质量m2，柱塞试件和组合密封圈实验前的表面形貌； 

步骤四、启动电机运行该实验装置，同时采集该实验阶段各传感器的读数，这里定义液体压力传感器采集的柱塞动密封***左侧的润滑剂压力为P1(t)，液体压力传感器采集的阀体工作腔内的压裂液压力为P2(t)，温度传感器采集的柱塞动密封***的摩擦副的温升为T(t)，加速度传感器采集的柱塞往复运动加速度为a(t)，轮辐式拉压力传感器采集的柱塞往复作用力为F(t)； 

步骤五、分解压裂泵柱塞动密封***，对柱塞试件和密封组合试件的磨损量及表面磨痕观测，记录试验后柱塞的质量为m3、密封组合试件的质量为m4； 

步骤六、对记录的实验数据进行处理分析。 

进一步，所述的柱塞动密封***性能测试的实验装置包括电机、与电机相连的减速器和联轴器组合、连接于联轴器的曲轴、曲轴连接于连杆、连杆通过转动销连接于十字头、十字头连接于柱塞，而柱塞安装于阀体的工作腔内，与阀体内的密封组件组成压裂泵的柱塞动密封***，十字头与柱塞之间连接有轮辐式拉压力传感器和加速度传感器，轴向力传感器与十字头通过螺纹相连，然后通过螺栓与柱塞连接，而加速度传感器通过螺纹连接于柱塞内部的螺纹孔，所述的柱塞动密封***压裂泵上连接有强制润滑装置和液体压力传感器，所述柱塞动密封***部位连接有温度传感器，所述压裂泵的吸入端通过灌注泵和 吸入管汇与压裂液池相连，所述压裂泵的排出端通过排出管汇和调压阀后，经冷却池冷却后再与压裂池连接，从而形成压裂泵吸入、排出过程压裂液的循环利用，所述压裂泵的锁紧螺母部位连接有测量工作腔压裂液压力变化的液体压力传感器，所述的液体压力传感器和、温度传感器、轴向力传感器、加速度传感器均与高频数据采集卡连接，所述数据采集卡与数据显示装置连接。 

进一步，所述的柱塞动密封***性能测试的试验装置所述轴向力传感器为轮辐式拉压力传感器，温度传感器为热电偶式传感器。 

进一步，所述的测量柱塞轴向力的轮辐式拉压力传感器与十字头采用螺纹配合连接，然后再通过螺栓与柱塞试件固定。 

进一步，所述的柱塞动密封***性能测试方法，压裂泵柱塞在吸入、排出的往复运动中密封组合对柱塞的密封方式为流体动压密封，柱塞动密封***左侧润滑介质的压力P1(t)≥工作腔内压裂液的压力P2(t)时，柱塞动密封***不会发生泄漏。 

进一步，所述的柱塞动密封***性能测试方法中，假设：1、忽略试验中柱塞质量的变化； 

2、柱塞往复运动过程中柱塞与密封盘根之间的润滑密封介质始终与压裂液是连通的。 

则动摩擦系数f由公式： 

测得 

其中：A——柱塞的横截面积； 

F(τ)———柱塞与盘根组合之间动摩擦系数， 

D—柱塞直径； 

b—接触面的轴向长度； 

P2(t)—阀体工作腔内的介质压力； 

m——柱塞的质量； 

a(t)——柱塞的往复运动加速度； 

——曲轴转角，曲轴转角

时为吸入冲程， 

则为排出冲程。 

本发明的积极效果为； 

1、首次将表面织构技术应用到压裂泵柱塞上，实现表面织构技术应用到刚性材质与柔性材质的接触方式的动密封领域的突破。 

2、选取合理的表面织构形式通过激光加工到压裂泵柱塞表面，与无织构柱塞相比具有显著的降低摩擦系数、减小温升的作用，从而提高动密封***的使用寿命。 

3、发明设计出一种能够实时监测压裂泵内部数据变化的方案，并通过计算能获取实时的柱塞与密封组合之间的摩擦系数。 

附图说明

图1是压裂泵动密封***性能测试中各传感器连接示意图； 

图2是压裂泵动密封***处局部放大图； 

图3是最优圆柱形表面织构柱塞展开局部图； 

图4是最优圆柱形表面织构柱塞与无织构柱塞摩擦系数对比图。 

图5是柱塞泵动密封***性能试验流程图。 

图中：1-电机，2-减速器，3-曲柄，4-连杆，5-水平导轨，6- 述圆柱形凹坑的深度h为5μm～30μm。 

进一步，所述的柱塞17表面的圆柱形织构23沿柱塞17外圆周向均匀分布，凹坑直径d为0.2mm，面积比为2％，深度为10μm时，压裂泵柱塞动密封***的润滑减阻性能最优，如图4所示，相比无织构柱塞的运动摩擦系数减小50％以上，压裂液温升也降低30％以上。 

进一步，所述的圆柱形柱塞表面织构23是通过激光雕刻技术完成的，步骤为先将表面织构形貌通过绘图软件绘制出，然后导入激光雕刻机自带路径软件生成代码从而进行雕刻，最后对激光雕刻完后的柱塞进行抛光处理去除毛刺。 

如图5所示，所述柱塞动密封***性能测试方法，包括： 

S101组装试验部件、S102调试试验装置、S103记录初始数据、S104启动电机并采集该实验阶段各传感器的读数、S105对柱塞试件和密封组合试件的磨损量及表面磨痕观测、S106对记录的实验数据进行处理分析。 

具体步骤如下： 

步骤一、组装测试压裂泵柱塞动密封***密封性能和摩擦学性能的各试验装置部件； 

步骤二、调试试验装置，运行该实验装置，调整各传感器的输出信号使其都为电压信号或电流信号，调整数据采集卡的采集频率保证各传感器都能采集到信号且采集的数据信号满足后续实验数据处理的要求： 

步骤三、记录初始数据，包括实验前柱塞试件的质量m1、密封 十字头，7-液体压力传感器1，8-密封组合，9-阀体，10-排出端，11-液体压力传感器2，12-调压阀，13-冷却池，14-压裂液池，15-灌注泵，16-吸入端，17-柱塞，18-温度传感器，19-数据采集卡，20-加速度传感器，21-轴向力传感器，22-数据显示装置，23-柱塞圆柱形表面织构，24-强制润滑剂，25-腔内压裂液，26-密封圈，27-夹布密封圈。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明是这样实现的，如图1和图2所示，圆柱形表面织构柱塞动密封***主要包括柱塞17及密封组合8，所述的密封组合8主要包括密封圈26和夹布密封圈27，所述密封组合8的左侧为强制润滑剂24、所述的柱塞17右侧为腔内压裂液25，在所述柱塞17的外圆面上设有圆柱形织构23，所述圆柱形织构23为沿柱塞17外表面圆周方向均匀分布或交错分布的若干圆柱形凹坑。 

进一步，所述柱塞17采用20号钢材料制成，柱塞17表面喷涂T15E-10材料，且喷涂厚度为0.4mm，所述密封组合8的密封圈26为丁晴橡胶材料，夹布密封圈27的材料为夹布丁晴橡胶。 

进一步，所述的柱塞17外表面的圆柱形织构23，是沿其圆周方向上均匀分布或交错分布的圆柱形凹坑时，所述圆柱形凹坑的直径d为50μm～400μm，所述圆柱形凹坑的面积比S_p为0.5％～5％，且所 组合件的质量m2，柱塞试件和组合密封圈实验前的表面形貌； 

步骤四、启动电机运行该实验装置，同时采集该实验阶段各传感器的读数，这里定义液体压力传感器7采集的柱塞动密封***左侧的润滑剂压力为P1(t)，液体压力传感器11采集的阀体工作腔内的压裂液压力为P2(t)，温度传感器18采集的柱塞动密封***的摩擦副的温升为T(t)，加速度传感器20采集的柱塞往复运动加速度为a(t)，轮辐式拉压力传感器21采集的柱塞往复作用力为F(t)； 

步骤五、分解压裂泵柱塞动密封***，对柱塞试件和密封组合试件的磨损量及表面磨痕观测，记录试验后柱塞的质量为m3、密封组合试件的质量为m4： 

步骤六、对记录的实验数据进行处理分析。 

进一步，如图1所示，所述的柱塞动密封***性能测试的实验装置包括电机1、与电机2相连的减速器和联轴器组合2、连接于联轴器的曲轴3、曲轴3连接于连杆4、连杆4通过转动销连接于十字头6、十字头6连接于柱塞17，而柱塞17安装于阀体9的工作腔内， 

与阀体9内的密封组件8组成压裂泵的柱塞动密封***，十字头6与柱塞17之间连接有轮辐式拉压力传感器21和加速度传感器20，轴向力传感器21与十字头6通过螺纹相连，然后通过螺栓与柱塞17连接，而加速度传感器20通过螺纹连接于柱塞17内部的螺纹孔、所述的柱塞动密封***压裂泵上连接有强制润滑装置和液体压力传感器7，所述柱塞动密封***部位连接有温度传感器18，所述压裂泵的吸入端16通过灌注泵15和吸入管汇与压裂池14相连，所述压裂泵的 排出端10通过排出管汇和调压阀12后，经冷却池13冷却后再与压裂池14连接，从而形成压裂泵吸入、排出过程压裂液的循环利用，所述压裂泵的锁紧螺母部位连接有测量工作腔压裂液压力变化的液体压力传感器11，所述的液体压力传感器7和11、温度传感器18、轴向力传感器21、加速度传感器20均与高频数据采集卡19连接，所述数据采集卡19与数据显示装置22连接。 

进一步，所述的柱塞动密封***性能测试的试验装置所述轴向力传感器21为轮辐式拉压力传感器，温度传感器18为热电偶式传感器。 

进一步，所述的测量柱塞轴向力的轮辐式拉压力传感器21与十字头6采用螺纹配合连接，然后再通过螺栓与柱塞17固定。 

进一步，所述的柱塞动密封***性能测试方法，压裂泵柱塞在吸入、排出的往复运动中密封组合对柱塞的密封方式为流体动压密封，柱塞动密封***左侧润滑介质的压力P1(t)≥工作腔内压裂液的压力P2(t)时，柱塞动密封***不会发生泄漏。 

进一步，所述的柱塞动密封***性能测试方法中，假设：1、忽略试验中柱塞质量的变化； 

2、柱塞往复运动过程中柱塞与密封盘根之间的润滑密封介质始终与压裂液是连通的。 

则动摩擦系数f由公式： 

测得 

其中：A——柱塞的横截面积； 

F(t)——柱塞与盘根组合之间动摩擦系数， 

D——柱塞直径； 

b——接触面的轴向长度； 

P2(t)——阀体工作腔内的介质压力； 

m—柱塞的质量； 

a(t)——柱塞的往复运动加速度； 

——曲轴转角，曲轴转角

时为吸入冲程， 

则为排出冲程。 

工作原理及突破

当两面刚性摩擦副的表面织构23可存储摩擦磨损产生的磨屑和磨粒，从而避免磨粒或磨屑在柱塞往复运动带动下产生二次磨损；同时由于表面织构的凹坑与流动的润滑介质形成了局部的流体动压，从而提高承载能力；于此同时在润滑剂不充分的条件下，存储于表面织构23中的润滑介质由于摩擦副的移动润滑脂被挤出而形成挤压油膜，补充润滑所需的润滑介质。 

两面刚的摩擦副能受较大载荷的相互挤压而不变形所以不必考虑因挤压导致一方的材料过度变形后嵌入另一方的表面织构中然而在压裂泵动密封***中摩擦副存在橡胶之类的柔性体，就不得不考虑这方面的因素。实验得出柱塞17的圆柱形凹坑孔径较大的情况下，橡胶易挤压变形后深深嵌入柱塞的表面织构中，在摩擦副移动过程中反而加大了摩擦阻力，增大了磨损量，造成压裂泵中的动密封***寿命大大下降。若采用很小的微坑又不能充分利用上述所诉的表面织构 的减磨润滑特性。因此，必须按照实际压裂柱塞泵的结构工况，寻求合理的表面织构凹坑形状大小及排列分布应用到柱塞17表面，以减小柱塞与橡胶的磨损，增大动密封***的使用寿命。 

在大量的动密封***性能试验后得出：柱塞17圆柱面表面织构均匀分布或交错分布为圆柱形：凹坑的直径d为50μm-200μm，面积比Sp为0.5％～5％，凹坑的深度h为5μm～30μm和圆锥形：大端直径d为60μm～700μm，面积比S_p为0.5％～8％，深度h为10μm～50μm。具有上述表面织构的柱塞17与密封橡胶组成的动密封***具有良好的密封性能和摩擦学润滑减磨性能。 

并且当柱塞17表面织构为圆柱形凹坑沿柱塞圆柱面周向均匀分布，凹坑直径d为0.2mm，面积比为2％，深度为10μm时压裂泵柱塞动密封***的润滑减阻性能最优，其柱塞圆柱面表面织构23加工图形局部展开如图3所示。此种表面织构柱塞与无织构柱塞相比，如图4所示，运动摩擦系数减小50％以上(一个小时内获取数据)，压裂液温升降低30％以上，从而使得柱塞密封件的使用寿命更长，减少设备检修时间。 

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在表发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种表面织构化柱塞动密封***，其特征在于，所述的表面织构化柱塞动密封***包括柱塞及密封组合，所述的密封组合主要包括密封圈和夹布密封圈，所述密封组合的左侧为强制润滑剂，所述的柱塞右侧为腔内压裂液，在所述柱塞的圆柱面上雕刻表面织构，所述表面织构为沿柱塞圆柱面圆周方向均匀分布或交错分布的若干圆柱形或圆锥形凹坑。

2.如权利要求1所述的表面织构化柱塞动密封***，其特征在于，所述柱塞采用20号钢材料制成，柱塞表面喷涂T15E-10材料，且喷涂厚度为0.4mm，所述密封组合的密封圈为丁晴橡胶材料，夹布密封圈的材料为夹布丁晴橡胶。

3.如权利要求1所述的表面形织构化柱塞动密封***，其特征在于，当所述的柱塞圆柱面的表面织构为沿其圆周方向上均匀分布或交错分布的圆柱形凹坑时，所述圆柱形凹坑的直径d为50μm～400μm，所述圆柱形凹坑的面积比S_p为0.5％～5％，且所述圆柱形凹坑的深度h为5μm～30μm；当所述的柱塞圆柱面的表面织构为沿其圆周方向上均匀或交错分布的圆锥形凹坑时，所述的圆锥形凹坑的大端直径d为60μm～700μm，所述圆锥形凹坑的面积比S_p为0.5％～8％，且所述圆锥形凹坑的深度h为10μm～50μm。

4.如权利要求3所述的圆柱形织构柱塞动密封***，其特征在于，所述的柱塞表面的圆柱形织构沿柱塞外圆周向均匀分布，凹坑直径d为0.2mm，面积比为2％，深度为10μm时，压裂泵柱塞动密封***的润滑减阻性能最优。

5.如权利要求3所述的圆柱形或圆锥形织构柱塞动密封***，其特征在于，所述的圆柱形或圆锥形柱塞表面织构是通过激光雕刻技术完成的，步骤为先将表面织构形貌通过绘图软件绘制出，然后导入激光雕刻机自带路径软件生成代码从而进行雕刻，最后对激光雕刻完后的柱塞进行抛光处理去除毛刺。

6.一种压裂泵柱塞动密封***的性能测试方法，其特征在于，所述柱塞动密封***性能测试方法包括：组装试验部件、调试试验装置、记录初始数据、启动电机并采集该实验阶段各传感器的读数、对柱塞试件和密封组合试件的磨损量及表面磨痕观测、对记录的实验数据进行处理分析，具体步骤如下：

步骤一、组装测试压裂泵柱塞动密封***密封性能和摩擦学性能的各试验装置部件；

步骤二、调试试验装置，运行该实验装置，调整各传感器的输出信号使其都为电压信号或电流信号，调整数据采集卡的采集频率保证各传感器都能采集到信号且采集的数据信号满足后续实验数据处理的要求；

步骤三、记录初始数据，包括实验前柱塞试件的质量m1、密封组合件的质量m2，柱塞试件和组合密封圈实验前的表面形貌；

步骤四、启动电机运行该实验装置，同时采集该实验阶段各传感器的读数，这里定义液体压力传感器采集的柱塞动密封***左侧的润滑剂压力为P1(t)，液体压力传感器采集的阀体工作腔内的压裂液压力为P2(t)，温度传感器采集的柱塞动密封***的摩擦副的温升为T(t)，加速度传感器采集的柱塞往复运动加速度为a(t)，轮辐式拉压力传感器采集的柱塞往复作用力为F(t)；

步骤五、分解压裂泵柱塞动密封***，对柱塞试件和密封组合试件的磨损量及表面磨痕观测，记录试验后柱塞的质量为m3、密封组合试件的质量为m4；

步骤六、对记录的实验数据进行处理分析。

7.如权利要求6所述的压裂泵柱塞动密封***的性能测试方法，其特征在于，所述的柱塞动密封***性能测试的实验装置包括电机、与电机相连的减速器和联轴器组合、连接于联轴器的曲轴、曲轴连接于连杆、连杆通过转动销连接于十字头、十字头连接于柱塞，而柱塞安装于阀体的工作腔内，与阀体内的密封组件组成压裂泵的柱塞动密封***，十字头与柱塞之间连接有轮辐式拉压力传感器和加速度传感器，轴向力传感器与十字头通过螺纹相连，然后通过螺栓与柱塞连接，而加速度传感器通过螺纹连接于柱塞内部的螺纹孔，所述的柱塞动密封***压裂泵上连接有强制润滑装置和液体压力传感器，所述柱塞动密封***部位连接有温度传感器，所述压裂泵的吸入端通过灌注泵和吸入管汇与压裂液池相连，所述压裂泵的排出端通过排出管汇和调压阀后，经冷却池冷却后再与压裂池连接，从而形成压裂泵吸入、排出过程压裂液的循环利用，所述压裂泵的锁紧螺母部位连接有测量工作腔压裂液压力变化的液体压力传感器，所述的液体压力传感器、温度传感器、轴向力传感器和加速度传感器均与高频数据采集卡连接，所述数据采集卡与数据显示装置连接。

8.如权利要求6所述的压裂泵柱塞动密封***的性能测试方法，其特征在于，所述的柱塞动密封***性能测试的试验装置，所述轴向力传感器为轮辐式拉压力传感器，温度传感器为热电偶式传感器。

9.如权利要求6所述的压裂泵柱塞动密封***的性能测试方法，其特征在于，所述的测量柱塞轴向力的轮辐式拉压力传感器与十字头采用螺纹配合连接，然后再通过螺栓与柱塞试件固定；

压裂泵柱塞在吸入、排出的往复运动中密封组合对柱塞的密封方式为流体动压密封，柱塞动密封***左侧润滑介质的压力P1(t)≥工作腔内压裂液的压力P2(t)时，柱塞动密封***不会发生泄漏。

10.如权利要求6所述的压裂泵柱塞动密封***的性能测试方法，其特征在于，在所述的柱塞动密封***性能测试方法中，假设：

a、忽略试验中柱塞质量的变化；

b、柱塞往复运动过程中柱塞与密封盘根之间的润滑密封介质始终与压裂液是连通的；

则动摩擦系数f由公式：

测得

其中：A——柱塞的横截面积；

F(t)——柱塞与盘根组合之间动摩擦系数，

D——柱塞直径；

b——接触面的轴向长度;

P2(t)——阀体工作腔内的介质压力；

m——柱塞的质量；

a(t)——柱塞的往复运动加速度；

——曲轴转角，曲轴转角

时为吸入冲程，

则为排出冲程。

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