1050型高压压裂泵阀箱的有限元分析

阀箱疲劳开裂失效是当前国内外压裂泵存在的主要问题,随着工作压力提高,这个矛盾更加突出。为此,应用ADINA结构分析软件对YLB-1050型高压压裂泵阀箱进行了三维有限元计算,获得了阀箱各部位的应力和变形分布规律,为高压泵阀箱的合理设计提供了理论依据和改进意见。     

700型,1000型压裂泵阀箱国产化的效果

７００型、１０００型压裂泵阀箱国产化的效果遂宁市川中石油天然气勘探开发公司机械厂（遂宁市６２９００１）张文雁，母家林进口一套高压压裂车组，固然要耗资百万余美元，但若要得到充足的配件，还要受到对方公司高昂价格和缓慢交货期的制约，想充分利用进口设备谈何容...     

压裂泵阀箱强度及寿命分析

对阀箱进行有限元强度和寿命计算,找到危险截面和应力分布状态,对于阀箱可靠性评估、改进设计和正确使用具有重要意义。采用与Pro/E无缝结合的有限元分析工具Pro/Mechanica对某70MPa压裂泵阀箱进行了有限元强度和疲劳寿命分析。通过对应力图动态查询可知,最大应力为694.7MPa,位于缸腔与柱塞腔相贯部位拐角处,内腔平均应力为347.6MPa。整体上阀箱的疲劳寿命为1×1020次,阀箱整体强度足够,但薄弱环节的最低疲劳寿命仅为1×104.803次。为此设计时应加大关键部位的圆角半径,以减小应力集中。为了延长泵头的工作寿命,可采用自增强、复合强化、喷丸处理等工艺措施。     

HQ—3^3／8in超高压压裂泵阀箱的强度设计分析

根据对比国产ＹＬＢ－１０００型阀箱和美国ＨＱ－３＾３／８ｉｎ阀箱的结构设计和有限元分析的结果，讨论了ＨＱ－３＾３／８ｉｎ阀箱的强度设计特点，从而提示了超高压压裂泵阀箱在强度设计中应重视的若干问题。     

压裂泵阀箱可靠性计算

基于压裂泵阀箱的失效分析,建立了在三向应力作用下计算阀箱可靠性的模型,设计了计算程序。以YLB—1000型压裂泵阀箱为例,计算了破坏概率和可靠性,并指出了危险点。计算结果与实际工况完全相符。     

压裂泵阀箱疲劳寿命影响因素的研究

对国产某型号140 MPa压裂泵阀箱裂纹的断口进行分析,研究表明阀箱裂纹断口呈解理断裂形貌特征,疲劳辉纹在解理面上以脆性方式扩展,阀箱工作时较高的周向应力是引起疲劳开裂的主要原因。在此基础上,运用有限元软件开展了自增强技术、表面加工精度、表面强化处理工艺以及材料选择对阀箱疲劳寿命的影响规律研究。研究结果表明,以上方法均可以延长阀箱的疲劳寿命,但自增强技术是延长阀箱疲劳寿命最有效和最经济的方法,可有效延长疲劳寿命最长达7倍左右,在实施工艺上可选用静液压法和炮轰法,炮轰法工艺程序简单,建议采用该法进行自增强处理。     

压裂泵阀箱孔相贯线倒圆过程中刀具运动分析

为了消除压裂泵阀箱孔相贯线尖角部位的应力集中,应将相贯线的尖角部位倒圆。通过分析采用浮动镗刀镗削相贯线尖角过程中刀片应具有的运动规律,推导出相应的计算公式。     

压裂泵泵阀失效分析

对U类和O类泵阀的失效分析表明,压裂泵泵阀受高压冲击载荷和高含砂高酸度压裂酸化液冲蚀作用,产生磨料磨损、冲蚀磨损和疲劳磨损,导致密封失效,使用寿命低。为提高泵阀使用寿命,应优化阀锥角、阀盘结构及密封胶圈形状;选用合适的泵阀材料和热处理工艺,提高泵阀心部硬度,增加高硬度层厚度,改善其使用性能。     

压裂泵泵阀微观失效机理探讨

借助于扫描电镜观察分析了失效压裂泵泵阀,发现其微观破坏形式有冲蚀波纹、疲劳剥落、犁削沟槽及脆性断裂,详细分析并阐述了产生各种破坏形式的机理,在此基础上,提出了相应的解决途径。     

基于Ansys/Ls-Dyna的压裂泵泵阀强度分析

泵阀是压裂泵中最重要的易损部件之一,其强度关系到压裂泵的工作特性。运用Ansys有限元分析软件中Ls-Dyna模块,模拟100 MPa高压环境下阀盘以一定速度冲击阀座的整个过程,对泵阀进行静力以及显示动力下应力、应变分析,找出泵阀的失效原因,为改进泵阀提供了理论依据。     

压裂泵液力端阀箱内腔结构优化研究

压裂泵液力端阀箱内腔在加工完成后会自然形成相贯线,该相贯线位置存在严重的应力集中问题。这些位置也是液力端阀箱常见的开裂位置,虽然通过相贯线倒圆角的方式可以减小应力集中程度,但是应力减小的幅度不是十分明显。针对此问题,通过有限元仿真对比的方式进行了阀箱内腔优化研究,提出了减小阀箱内腔应力集中程度的技术方案,同时提出了应用该方案时应注意的一些问题。研究结果对于提高压裂泵液力端使用寿命及优化压裂泵液力端设计具有一定的指导意义。     

用于2000型压裂车的三缸泵和五缸泵试验研究

供2000型压裂车选择的柱塞泵有三缸泵和五缸泵2种。为了验证压裂车和柱塞泵的性能，进行了台架试验、出厂试验和现场工业试验。经试验研究表明，五缸泵压裂车的参数覆盖范围较三缸泵压裂车有明显优势，五缸泵的泵效优于三缸泵。     

往复泵泵阀强度计算

泵阀是往复泵的重要组成部件,也是往复泵中最重要的易损件之一,其设计质量直接影响泵的工作性能和使用寿命。对往复泵泵阀进行受力分析,借助工程软件Pro/E Wildfire,完成往复泵泵阀的三维建模,并进行泵阀的运动仿真。将模型导入ANSYS有限元分析软件对其进行应力分析,校核泵阀的强度,为最终的优化设计提供参考依据。     

抽油泵游动阀改进设计

针对抽油泵上游动阀罩由于阀球在出油室内频繁磨损以及来自管杆柱的交变载荷和高速、高压液流的冲击而导致疲劳断裂的情况,对游动阀结构进行了改进,去掉上游动阀的阀球、阀座和压阀接头,重新设计无阀上罩,并串连一个下游动阀,将上游动阀罩改为分体式结构。理论计算和现场应用表明,改进后的游动阀抗冲击、抗拉和抗扭性能明显提高,综合力学性能增强,延长了抽油泵使用寿命。     

压裂车组多车型联控联调控制系统设计及应用

针对油气田大规模水力压裂,采用不同型号的压裂车组进行联合压裂作业时,难以同步协调控制的问题,采用网络体系中的中间件技术,对不同车组的压裂车进行分布式控制、通信信道宽频带无线传输,全双工通信,容错机制检验,实现不同格式数据比特流的传输,用于数据格式语义统一标识和标准格式转换,保证不同压裂车组数据彼此透明,实现不同压裂车组实时精确控制。     

利用压裂与水力泵联作管柱试井工艺初探

通过在水力泵泵芯下方增加关井装置,实现水力泵排液后井下关井。在排液期间,可尽最大可能扩大波及范围,使压力反映井周更大范围信息,录取压力恢复数据资料,达到测试目的。利用压裂—水力泵联作管柱进行压力恢复试井,使水力泵的使用进入了一个新的发展阶段。     

旁通阀液力反馈抽油泵研究及应用

在稠油井以及偏磨井,由于抽油杆工作条件恶劣,在上冲程时抽油杆的拉应力增加; 而下冲程时阻力大,抽油杆柱的中和点之下处于受压状态,存在交变载荷,造成泵效低、杆管偏磨严重。通过分析井下抽油设备受力状态,对常规抽油泵结构进行了创新和改进,研制了一种旁通阀液力反馈抽油泵。该泵型采用液力反馈技术,为杆柱下行提供动力,克服稠油井、偏磨井井中杆柱下行摩阻,避免下行杆柱弯曲,同时提高泵的充满度,延长有杆泵系统的正常生产周期。泵阀采用弹簧复位球阀,柱塞两端设计防砂结构,适用于斜井、稠油井,并提高了泵效。     

固定阀球密度对抽油泵进油的影响

通过理论分析和试验,阐述了抽油泵固定阀阀球密度对油流压力损失、阀球跳高状态、阀球回落时间、冲程及固定阀漏失量的影响.结果表明,阀球的密度加大,油流进泵阻力增加,固定阀处的压降增加,抽油泵的充满系数降低,抽油泵的冲程损失增大.建议在常规采油井中,应尽量避免应用密度较大的固定阀球,而在腐蚀性强、含砂量大的油井中,应充分利用大密度阀球(陶瓷阀球或钨合金阀球)的耐腐蚀性能和耐磨性能.