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3ZB-265型ATOS柱塞泵殼體應力分析
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),結合各實驗數(shù)據(jù)的權重,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運動,借助于活塞在液缸工作腔內的往復運動來使工作腔容積產生周期性變化,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,剛性好,動態(tài)性能優(yōu)。軸承采用的調心球軸承,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,耐磨性能好,密封性能優(yōu)。 在ATOS柱塞泵的殼體部分,國內采用的是鋼板焊接式結構,焊后消除內應力,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。這也就造成了國內生產的三ATOS柱塞泵總體較國外產品性能較差。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。將其應力場與所用材料的許用應力進行比較,找出問題所在,并將結果進行優(yōu)化,提出解決方案。

3ZB-265型ATOS柱塞泵殼體應力分析
開展此課題,可為國內三柱塞泵生產企業(yè)提供理論幫助。對提高國產的三柱塞固井泵性能和產品質量、縮短與國外技術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)略性開采起著關鍵性作用。