100MPa自增強(qiáng)壓裂泵閥箱疲勞強(qiáng)度分析

對閥箱進(jìn)行有限元強(qiáng)度和壽命計算,找到危險截面和應(yīng)力分布狀態(tài),對于閥箱可靠性評估、改進(jìn)設(shè)計和正確使用具有重要意義。采用與pro/e無縫結(jié)合的有限元分析工具pro/mechanica對某70mpa壓裂泵閥箱進(jìn)行了有限元強(qiáng)度和疲勞壽命分析。通過對應(yīng)力圖動態(tài)查詢可知,最大應(yīng)力為694.7mpa,位于缸腔與柱塞腔相貫部位拐角處,內(nèi)腔平均應(yīng)力為347.6mpa。整體上閥箱的疲勞壽命為1×1020次,閥箱整體強(qiáng)度足夠,但薄弱環(huán)節(jié)的最低疲勞壽命僅為1×104.803次。為此設(shè)計時應(yīng)加大關(guān)鍵部位的圓角半徑,以減小應(yīng)力集中。為了延長泵頭的工作壽命,可采用自增強(qiáng)、復(fù)合強(qiáng)化、噴丸處理等工藝措施。

前言 壓裂車用于石油油井的壓裂,陶粒砂、壓裂液等介質(zhì)通過液力端產(chǎn)生高壓使地層瞬 間開裂,同時介質(zhì)滲入裂縫中使原油溢出，液力端總成是壓裂車上一重要易損件是石油 油井維護(hù)和提高油產(chǎn)量的重要設(shè)備。 本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了國外（斯倫貝謝，哈里伯頓公司的技術(shù)規(guī)范,具體闡述了液力端相關(guān) 的加工技術(shù),有利于該類產(chǎn)品的技術(shù)指導(dǎo)。 一、壓裂泵閥箱鍛件： 1.（斯倫貝謝；n14，規(guī)范號506562000、n22，規(guī)范號507643000） 哈里伯頓：4330v改型，規(guī)范號d0030175-c版，包括鍛造要求，化學(xué)性能，機(jī)械性能等 要求。 2.4330v改型鋼閥箱鍛件熱處理：70.94191-d版。 3.關(guān)鍵部位濕磁粉探傷：70.94154-g版。 4.標(biāo)準(zhǔn)部位濕磁粉探傷檢驗：70.94158-j版。 5.閥箱預(yù)應(yīng)力：278.87558-o版。 二、加工流程： 1

用工程分析軟件pro/engineer和ansys對sl3hb-100型往復(fù)泵閥箱的強(qiáng)度進(jìn)行了有限元分析。通過分析,得到了閥箱的最大應(yīng)力位置及其應(yīng)力值,此位置與閥箱實際破裂時的位置一致。分析結(jié)果表明,閥箱在30mpa壓力下是安全的,可以正常工作。

高壓壓裂泵閥箱工作時，內(nèi)腔表面產(chǎn)生很高的應(yīng)力。對ｙｌｂ—１４００型壓裂泵閥箱的應(yīng)力分析表明，在兩孔相貫線的頂部，峰值應(yīng)力可達(dá)１１６８ｍｐａ，超過了閥箱鋼材的屈服極限σｓ，這種閥箱只有在強(qiáng)化處理后才能使用。液壓自增強(qiáng)處理和爆炸處理的關(guān)鍵是利用高的液壓或爆炸壓力對閥箱內(nèi)腔預(yù)壓，使閥箱內(nèi)表面發(fā)生塑性變形而外表面發(fā)生彈性變形，并通過彈性恢復(fù)在內(nèi)表層形成高而深的殘余壓應(yīng)力層。ｙｌｂ—１４００型壓裂泵閥箱經(jīng)強(qiáng)化處理，在內(nèi)腔表面危險區(qū)域形成－４５０～－５３０ｍｐａ的殘余壓應(yīng)力，可大幅度提高疲勞壽命。

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閥箱疲勞開裂失效是當(dāng)前國內(nèi)外壓裂泵存在的主要問題,隨著工作壓力提高,這個矛盾更加突出。為此,應(yīng)用adina結(jié)構(gòu)分析軟件對ylb-1050型高壓壓裂泵閥箱進(jìn)行了三維有限元計算,獲得了閥箱各部位的應(yīng)力和變形分布規(guī)律,為高壓泵閥箱的合理設(shè)計提供了理論依據(jù)和改進(jìn)意見。

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700型,1000型壓裂泵閥箱國產(chǎn)化的效果

本文通過對柱塞泵閥座承孔的失效情況分析,總結(jié)出了原因,提出了設(shè)計的注意事項和維修更換閥座時應(yīng)注意的問題。

根據(jù)對比國產(chǎn)ylb-1000型閥箱和美國hq-3^3/8in閥箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計和有限元分析的結(jié)果,討論了hq-3^3/8in閥箱的強(qiáng)度設(shè)計特點,從而提示了超高壓壓裂泵閥箱在強(qiáng)度設(shè)計中應(yīng)重視的若干問題。

2011年第40卷 第4期第26頁 石油礦場機(jī)械 oilfieldequipment2011,40(4):26~28 文章編號:10013482(2011)04002603 140mpa壓裂泵液缸強(qiáng)度及壽命預(yù)測分析 張磊,梁政,姜華 (西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,成都610500) 摘要:針對某廠新設(shè)計的140mpa高壓壓裂泵液缸,用ansys/ansysfesafe有限元分析軟 件計算出了靜力強(qiáng)度及疲勞壽命分布。計算結(jié)果顯示,液缸在140mpa內(nèi)壓工作載荷下產(chǎn)生的 最大vonmises應(yīng)力為630mpa,位于缸腔與柱塞腔相貫部位拐角處,內(nèi)腔平均應(yīng)力<350 mpa,液缸整體靜強(qiáng)度滿足要求。但是在循環(huán)載荷沖擊作用下,相貫部位拐角處疲勞壽命低,

通過長慶油田多年的壓裂實踐,我們認(rèn)為美國122—t型壓裂車的佩斯梅克ⅱ型泵具有重量輕、體積小、維修方便等優(yōu)點。不足的是易損件壽命短,特別是屬于非易損件的閥箱壽命也短。據(jù)統(tǒng)計,一只新閥箱,在常用施工壓力為49mpa、支撐劑為石英砂、壓裂液為加

閥箱是選礦生產(chǎn)不可缺少的備件之一。閥箱適用于選礦的尾礦生產(chǎn),在選礦總砂泵站里,選礦所產(chǎn)生的尾礦經(jīng)這里打向尾礦壩,而閥箱就安裝在油隔離泵上（1臺泵需2臺閥箱）,是尾礦的進(jìn)出口。由泵里打出的礦漿壓力為4mpa。閥箱里的閥座、閥芯不耐沖刷,易磨損,對于年產(chǎn)量為20萬t選礦廠來說,一般情況下1臺泵1年需4臺閥箱,而買1臺閥箱的成本為25000元左右。

針對100mpa旋塞閥襯瓦環(huán)形密封槽加工難度大的問題,提出了采用滾動切削的加工方法,介紹了這種切削方法的基本原理,所需切削工具和有關(guān)設(shè)備以及實際操作程序。實踐證明,這種切削方法是切實可行的。

cfl增強(qiáng)rc梁抗彎疲勞強(qiáng)度的實驗研究——疲勞強(qiáng)度是進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計的重要力學(xué)參量。通過對5組24條碳纖維薄板(cfl)增強(qiáng)rc梁進(jìn)行三點彎曲常幅疲勞試驗，得到了增強(qiáng)梁的容許疲勞壽命和極限疲勞壽命s-n曲線及其相應(yīng)的表達(dá)式，并推定其容許疲勞強(qiáng)度和極限疲勞強(qiáng)度...

本文介紹油隔離泵閥箱滲漏的原因，能過對閥蓋ｏ型圈溝槽的改進(jìn)及采取樂泰密封膠替代牛油盤根進(jìn)行密封，解決了閥箱滲漏的問題。

利用含泥量高、級配差的舊河床開采的碎卵石和砂,配制100mpa的高性能混凝土。摻加自主研發(fā)的高效復(fù)合外加劑,使配制的高強(qiáng)高性能混凝土同時具有良好的早期強(qiáng)度和抗開裂性能。

利用ansys軟件對閥箱進(jìn)行有限元分析,考察閥箱在工作內(nèi)壓和閥盤沖擊載荷下的應(yīng)力分布情況。通過理論分析,評價設(shè)計的合理性,為產(chǎn)品的性能和使用工況要求提供科學(xué)依據(jù)。

一種新型液力端結(jié)構(gòu)—無相貫線閥箱,用pro/e三維軟件建立閥箱模型,在閥箱工作壓力為80mpa的條件下,用ansysworkbench軟件對新設(shè)計的閥箱進(jìn)行有限元分析,新閥箱的最大的應(yīng)力值比原結(jié)構(gòu)閥箱的最大應(yīng)力值小500mpa,應(yīng)力值大幅下降,為延長壓裂泵液力端的疲勞壽命提供了新的思路。

·152·維修與改進(jìn)機(jī)械2014年增刊總第41卷 ——————————————— 收稿日期：2013－11－14 作者簡介：鄧春強(qiáng)（1982－）男，四川廣漢人，本科，機(jī)械工程師，主要從事機(jī)械設(shè)計（含石油機(jī)械）方面的研究工作。 5zb-2800型壓裂泵液力端閥箱改造分析 鄧春強(qiáng) （廣漢金鵬石油機(jī)械有限公司，四川廣漢618300） 摘要：5zb-2800型五缸柱塞泵采用泵體外置盤根盒，在使用過程中存在密封失效和閥箱壽命更換頻繁的 問題。將閥箱于外置盤根盒設(shè)計成整體，不僅能延長閥箱的使用壽命，還減少閥箱安裝時間及勞動強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞：5zb-2800柱塞泵；壓裂泵；閥箱；改造 analysisof5zb-2800typefracturingpumphydraulicendvalveboxtransformation dengchun-qian

1.制作的必要性長慶鉆井總公司鉆井速度持續(xù)提高,高泵壓、大排量鉆機(jī)以及與之配套使用的泥漿泵數(shù)量都不斷增加,由此導(dǎo)致需要修復(fù)的泥漿泵閥箱數(shù)量猛增。泥漿泵閥箱主要由閥體以及安裝在閥體上的專用單向閥、耐磨板和壓蓋等組成。其閥箱結(jié)構(gòu)如圖1所示。

一、問題的提出bj—1000型壓裂機(jī)組122t型壓裂車的佩斯梅克ⅱ型壓裂泵自1977年進(jìn)口使用后,其閥箱使用壽命短,平均使用壽命僅300h左右。主要損壞形式是φ133.35mm吸入孔磨損,導(dǎo)致吸入閥座與閥箱座孔密封不嚴(yán),被高壓液流刺壞。其次是吸入孔和排出孔的t6″×4牙/英寸梯形螺紋磨損,螺紋牙厚減薄,承壓能力降低,有的梯形螺紋從根部折斷。新閥箱價格較貴,國內(nèi)售價每只2.1萬元。一只閥箱使用300h就報廢,很可惜。所以修