3ZB-265型柱塞泵殼體的應(yīng)力分析及優(yōu)化.pdf

1、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。
　　 本課題研究的3ZB-265型三柱塞固井泵是徑向柱塞泵，采用的是曲柄連桿帶動三個活塞

2、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)。
　　 在柱塞泵的殼體部分，國內(nèi)采用的是鋼板焊接式

3、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)的三柱塞泵總體較國外產(chǎn)品性能較差。
　　 本課題來源于中國石化集團江漢石油管理局第四石油機械廠從美國購買了一臺打壓壓力可達(dá)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，仿制出一臺3ZB-265型三柱塞固井泵。而在實驗中，測量到最大

4、的輸出打壓壓力為50Mpa左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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，最后對三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。
　　 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