3Zb-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件設(shè)計.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，能源需求也越來越大，其開采難度也日益增加，壓裂技術(shù)應(yīng)運而生。壓裂設(shè)備對石油天然氣的開采具有重要增產(chǎn)意義。壓裂泵作為壓裂設(shè)備的“心臟”，其性能好壞直接影響整個壓裂設(shè)備的工作性能。由于我國壓裂設(shè)備的研究開發(fā)起步較晚，且大部分是在對國外產(chǎn)品引進(jìn)吸收基礎(chǔ)上研發(fā)的，因此本文對3ZB-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計研究，為我國壓裂設(shè)備的研發(fā)提供設(shè)計經(jīng)驗。
　　本文對3ZB-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件的設(shè)計主要內(nèi)容如下:

2、
　　(1)以3ZB-2000型壓裂泵設(shè)計要求及用戶需求為前提，對壓裂泵動力端進(jìn)行方案設(shè)計，包括傳動方案設(shè)計及結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。
　　(2)分析最大壓力工況下平穩(wěn)運行狀態(tài)時2000型壓裂泵所受外載荷，并進(jìn)行動力學(xué)分析。利用傳統(tǒng)經(jīng)驗公式及設(shè)計經(jīng)驗，對2000型壓裂泵動力端關(guān)鍵部件曲軸連桿機構(gòu)、十字頭組件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計與校核;并對液力端主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計。
　　(3)由于壓裂泵工作環(huán)境惡劣，載荷復(fù)雜且周期性變化，

3、因此運用動力學(xué)分析軟件ADAMS，對壓裂泵動力端進(jìn)行動力學(xué)仿真分析。其中曲軸為多支撐結(jié)構(gòu)，其動力學(xué)求解問題屬超靜定問題，引入啞元這一虛擬變量以解決此過約束問題，進(jìn)而得到壓裂泵動力端各零件工作過程中受力情況，為關(guān)鍵部件疲勞壽命分析提供理論基礎(chǔ)。
　　(4)曲軸及連桿作為壓裂泵的關(guān)鍵部件，在壓裂泵工作過程中承受不斷變化的復(fù)雜載荷，發(fā)生彈塑性變形進(jìn)而產(chǎn)生裂紋直至斷裂。因此，曲軸及連桿疲勞分析是壓裂泵設(shè)計工作中的關(guān)鍵問題。本文應(yīng)用疲勞壽命