超高壓泵頭體材料模擬試驗平臺的研制.pdf

1、隨著我國社會的不斷發(fā)展，我國石油的供求矛盾不斷增大，大量石油需要進口。因此，提高石油的采收率成為當務之急，而壓裂設備正是提高石油采收率的關鍵設備。目前，我國的壓裂設備在功率和壽命方面與美國等發(fā)達國家還有一定差距。為了縮短差距，國家投入了大量的人力和物力對此進行研究。
　　泵頭體是壓裂設備的核心部件之一，它承受著高壓循環(huán)載荷的沖擊和工作介質的侵蝕。在工作過程中，壓裂設備中所使用的泵頭體部分易出現(xiàn)早期失效的現(xiàn)象。由于泵頭體的制造成本高

2、昂，設計制造不同材料的泵頭體做試驗需要巨額的試驗成本。本課題旨在研究建立一個模擬試驗平臺，最大程度地模擬泵頭體實際的工作環(huán)境，觀察在交變循環(huán)的超高壓下泵頭體材料的失效過程并比較泵頭體材料的特性，以達到選取新材料的目的。
　　本課題通過分析泵頭體在真實工作環(huán)境中的受力情況，提出了要達到與實際受力環(huán)境相似模擬受力環(huán)境所需的五個基本參數，并據此指導壓力產生裝置的選擇和試驗樣塊的設計。試驗樣塊是承受交變循環(huán)的超高壓力的載體，并以試驗樣塊能

3、夠承受的累計沖次數作為判斷新材料好壞的依據。
　　本文主要介紹了模擬試驗平臺的工作原理，整體規(guī)劃，主系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)。其中，主系統(tǒng)包括：壓力產生裝置，機械裝置，高壓調節(jié)機構及其控制部分。而數據采集系統(tǒng)包括電機數據采集部分，傳感器數據采集部分，圖像采集與圖像識別部分，聲發(fā)射數據采集部分。在試驗過程中，此平臺通過電機數據采集系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測電機的運行狀況，通過傳感器數據采集部分能夠實時采集和監(jiān)測壓力、位移、應變及環(huán)境溫度等數據的變化