高壓注射泥漿泵可靠性分析與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、泥漿泵是石油鉆探設(shè)備的重要組成部分,它向鉆孔里輸送泥漿或水等沖洗液,以達(dá)到冷卻鉆頭、攜帶巖屑及保護井壁等作用?，F(xiàn)代石油鉆井技術(shù)的發(fā)展對泥漿泵的性能提出越來越高的要求,國內(nèi)目前廣泛使用的石油鉆探是三缸單作用往復(fù)泵,而三缸泵存在體積大、可靠性不高、功能部件的壽命短、效率低等缺點。很多泥漿泵參數(shù)還是利用多年前的國外泥漿泵的參數(shù),只能勉強滿足鉆井的要求。本文主要在失效相關(guān)下對高壓注射泥漿泵系統(tǒng)進行可靠性分析,以及對其動力端的主要部件力學(xué)仿真和疲

2、勞分析,最后進行參數(shù)優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化,并得出一些具有工程應(yīng)用價值的結(jié)果。
　　 本文由以下幾部分組成:
　　 第一部分:通過對現(xiàn)有的高壓注射泥漿泵機理的研究和分析,利用故障樹分析法對泥漿泵系統(tǒng)的進行故障分析?？紤]零件間的失效相關(guān)性,結(jié)合隨機事件的交、并運算,利用可靠性方法對高壓注射泥漿泵系統(tǒng)進行可靠性失效相關(guān)分析,并提出其可靠度的計算方法,同時提出提高泥漿泵可靠性的方法。
　　 第二部分:通過簡化泥漿泵結(jié)構(gòu),建立其

3、運動方程和解析計算模型,找出泥漿泵的運動規(guī)律、受力情況。利用機械三維軟件PRO/E建立泥漿泵(3NB-1600F三缸單作用泥漿泵)的三維實體模型,實現(xiàn)對泥漿泵的運動仿真。通過Workbench有限元軟件,對泥漿泵動力端重要部件(曲軸、大齒圈等)進行力學(xué)仿真與疲勞分析,得出各部件失效的原因及需改進的地方。
　　 第三部分:利用優(yōu)化軟件MATLAB對泥漿泵動力端的小齒輪軸的參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,及利用有限元軟件Workbench對連桿進