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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越匱乏,不少國家加快了對深海石油勘探及開采力度。作為鉆井過程中所使用的固井泵的性能,決定了深海石油勘探及開采的效能。目前固井泵的主流產(chǎn)品是三柱塞固井泵,深海石油勘探及開采對三柱塞固井泵提出了更高的要求,主要體現(xiàn)在：打壓壓力越來越高,排量越來越大,重量越來越輕,體積越來越小,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柱塞泵的性能評價方法,基于層次分析法,以K3V型液壓ATOS柱塞泵為例進行綜合性能研究,將影響液壓ATOS柱塞泵使用性能的各項因素進行分層,進而得到各具體因素的權(quán)重。對比現(xiàn)場采集的不同ATOS柱塞泵在試驗時的實驗數(shù)據(jù),結(jié)合各實驗數(shù)據(jù)的權(quán)重,對ATOS柱塞泵進行綜合性能評價,為液壓ATOS柱塞泵評價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三個活塞往復(fù)運動,借助于活塞在液缸工作腔內(nèi)的往復(fù)運動來使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化,實現(xiàn)進料——打壓——出料。 在ATOS柱塞泵的殼體部分,國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,動態(tài)性能優(yōu)。軸承采用的調(diào)心球軸承,能夠補償不同心度和軸撓度造成的誤差。十字頭滑動表面,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。這也就造成了國內(nèi)生產(chǎn)的三ATOS柱塞泵總體較國外產(chǎn)品性能較差。來源于一臺打壓壓力可達150Mpa的三柱塞固井泵,通過拆卸、測量、繪圖等方法,按照1：1比例,而在實驗中,測量到zui大的輸出打壓壓力為50Mpa左右,遠遠小于國外產(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度入手,利用UG6.0軟件進行建模,然后利用數(shù)據(jù)接口將模型導(dǎo)入ANSYS12.0軟件,zui后對三ATOS柱塞泵的殼體及支座部分進行網(wǎng)格劃分和載荷加載。將其應(yīng)力場與所用材料的許用應(yīng)力進行比較,找出問題所在,并將結(jié)果進行優(yōu)化,提出解決方案。

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