3ZB-265型ATOS柱塞泵殼體應(yīng)力分析
石油是戰(zhàn)略性資源,隨著石油資源特別是海洋石油資源的越來(lái)越匱乏,不少國(guó)家加快了對(duì)深海石油勘探及開(kāi)采力度。作為鉆井過(guò)程中所使用的固井泵的性能,決定了深海石油勘探及開(kāi)采的效能。目前固井泵的主流產(chǎn)品是三柱塞固井泵,深海石油勘探及開(kāi)采對(duì)三柱塞固井泵提出了更高的要求,主要體現(xiàn)在：打壓壓力越來(lái)越高,排量越來(lái)越大,重量越來(lái)越輕,體積越來(lái)越小,成本盡可能低。

3ZB-265型ATOS柱塞泵殼體應(yīng)力分析
為改善工程液壓ATOS柱塞泵的性能評(píng)價(jià)方法,基于層次分析法,以K3V型液壓ATOS柱塞泵為例進(jìn)行綜合性能研究,將影響液壓ATOS柱塞泵使用性能的各項(xiàng)因素進(jìn)行分層,進(jìn)而得到各具體因素的權(quán)重。對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)采集的不同ATOS柱塞泵在試驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的權(quán)重,對(duì)ATOS柱塞泵進(jìn)行綜合性能評(píng)價(jià),為液壓ATOS柱塞泵評(píng)價(jià)方法的研究提供了新的思路。研究的3ZB-265型三柱塞固井泵是徑向ATOS柱塞泵,采用的是曲柄連桿帶動(dòng)三個(gè)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),借助于活塞在液缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化,實(shí)現(xiàn)進(jìn)料——打壓——出料。 在ATOS柱塞泵的殼體部分,國(guó)外采用的是整體式精密鑄造,剛性好,抗震性能優(yōu)。曲軸部分采用的是直軸和偏心輪一起精密鑄造的技術(shù),剛性好,動(dòng)態(tài)性能優(yōu)。軸承采用的調(diào)心球軸承,能夠補(bǔ)償不同心度和軸撓度造成的誤差。十字頭滑動(dòng)表面,采用的是表面淬火和精密磨削技術(shù),耐磨性能好,密封性能優(yōu)。 在ATOS柱塞泵的殼體部分,國(guó)內(nèi)采用的是鋼板焊接式結(jié)構(gòu),焊后消除內(nèi)應(yīng)力,較整體鑄造式精度、抗震性能差。曲軸部分采用的是鍛造后,再由加工中心一次裝夾加工完成,較直軸和偏心輪一起精密鑄造的方法精度差,剛性不好。這也就造成了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的三ATOS柱塞泵總體較國(guó)外產(chǎn)品性能較差。來(lái)源于一臺(tái)打壓壓力可達(dá)150Mpa的三柱塞固井泵,通過(guò)拆卸、測(cè)量、繪圖等方法,按照1：1比例,而在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量到zui大的輸出打壓壓力為50Mpa左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)外產(chǎn)品的150Mpa。本課題是從三柱塞固井泵的重要部位——殼體及支座的受力變形及強(qiáng)度入手,利用UG6.0軟件進(jìn)行建模,然后利用數(shù)據(jù)接口將模型導(dǎo)入ANSYS12.0軟件,zui后對(duì)三ATOS柱塞泵的殼體及支座部分進(jìn)行網(wǎng)格劃分和載荷加載。將其應(yīng)力場(chǎng)與所用材料的許用應(yīng)力進(jìn)行比較,找出問(wèn)題所在,并將結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,提出解決方案。

3ZB-265型ATOS柱塞泵殼體應(yīng)力分析
開(kāi)展此課題,可為國(guó)內(nèi)三柱塞泵生產(chǎn)企業(yè)提供理論幫助。對(duì)提高國(guó)產(chǎn)的三柱塞固井泵性能和產(chǎn)品質(zhì)量、縮短與國(guó)外技術(shù)之間的差距起著積極的作用。同時(shí),對(duì)國(guó)家海底勘測(cè),特別是深海石油的戰(zhàn)略性開(kāi)采起著關(guān)鍵性作用。