6500HP型压裂泵主要技术参数的优化研究

针对目前国内页岩气开发遇到的问题,用压力高、流量大的6500HP型压裂泵替代低功率压裂泵,减少了压裂车的数量,节省井场的作业面积。通过分析计算,对6500HP型压裂泵主要技术参数予以优化确定,为研制压裂泵提供参数依据。     

哈利伯顿1400型压裂泵动力端动力学虚拟仿真研究

利用现有成熟的理论和软件,对哈利伯顿1400型压裂泵动力端进行动力学虚拟仿真研究,得到柱塞的运动速度及加速度等运动学参量和各连接副间的动载荷,同时计算出在该组工况下所需的驱动功率。为该机构各主要零部件的强度、刚度分析及优化设计奠定了基础。     

五缸往复式压裂泵动力端动力学数值分析

利用目前成熟的平面机构分析理论和SCILAB软件,结合压裂泵动力端结构和运动参数,建立动力学模型,并对其进行数值分析,得到该机构在持续运转过程中的受力情况和运动规律曲线,为主要零部件的刚度、强度分析和优化设计提供了计算依据。     

基于虚拟样机技术的某型压裂泵动力端动力学分析

利用Pro/Mechanica对某型压裂泵动力端进行了动力学分析,得出了曲轴所受支反力及平衡扭矩,并计算了选定工况下压裂泵的驱动功率及水功率,为其动力端的进一步优化设计奠定了基础。     

压裂泵液力端排出管汇螺栓失效分析

压裂泵液力端排出管汇连接螺栓在现场施工过程中发生异常断裂,通过观察和分析42CrMo双头螺栓断口的宏观及微观形貌,对其进行化学成分分析、力学性能测试、金相组织等分析断裂原因.化学成分和硬度符合要求,金相组织为回火索氏体.钢中非金属夹杂物含量低,材料纯净度良好.分析结果表明:螺栓的断裂属于疲劳断裂,疲劳起源于螺栓螺纹齿根...     

5ZB-2800型压裂泵液力端阀箱改造分析

5ZB-2800型五缸柱塞泵采用泵体外置盘根盒,在使用过程中存在密封失效和阀箱寿命更换频繁的问题。将阀箱于外置盘根盒设计成整体,不仅能延长阀箱的使用寿命,还减少阀箱安装时间及劳动强度。     

基于CFD的6500HP新型压裂泵液力端流场分析研究

基于计算流体动力学(CFD)技术研究了6500HP新型压裂泵液力端内流场特性。利用UG软件对压裂泵液力端流场进行建模,应用Fluent软件进行数值模拟和可视化研究。分析了模型内部的流场特性,得到其内部流场的主要参数,获得内部关键位置的流体速度和压力分布情况,为新型压裂泵液力端的参数确定和结构设计提供了参考数据。     

基于BP神经网络的700型压裂泵优化设计

针对目前压裂泵泵效低、压力波动大,不能满足压裂工艺发展要求的现状,以提高泵效和降低压力波动为优化目标,通过BP神经网络的自学习建立起了压裂泵优化目标与设计变量之间的神经网络模型,并采用VB编程调用Matlab强大的神经网络算法库对BP神经网络模型进行了求解,得到了设计变量的优化值,实现了对700型压裂泵主要结构参数的优化设计.     

新型双联泵结构的液压动力转向泵的开发

采用双联叶片泵结构的新型转向泵取代目前常用的、能量损耗较大的双作用叶片结构转向泵.介绍了这种新型泵的工作原理和结构,并与常用双作用叶片泵结构转向泵进行比较、分析,结果表明这种新转向泵能够有效提高转向泵在高转速下的工作效率.     

基于有限疲劳寿命的压裂泵盘根铜套优化设计

针对高压压裂泵现场施工中由于铜套裂纹引起液力端盘根密封总成快速失效的现象,提出了优化铜套开口角度α和底部圆角R,进行基于有限疲劳寿命的压裂泵盘根铜套优化设计方法。首先,通过现场施工中的4.5 in(1 in=2.54cm)V形铜套损坏情况,估算了现有V形铜套的疲劳寿命为2 830 000次;然后,使用SolidWorks Simulation建立了4.5 in V形铜套的静力学有限元模型,反推确定了吸入缸压强传递系数为0.3,对4.5 in V形铜套进行了疲劳分析,计算了疲劳寿命为2 797 000次;最后,计算了4.5,4,3.75,3.25和5 in V形铜套在不同开口角度和圆角的疲劳寿命。结果表明：优化设计后的4 in V形铜套在开口角度改为120°后疲劳寿命增大了81.5倍,现场测试满足在液缸最大生命周期内不再产生疲劳裂纹;通过现场施工数据反推传递系数,验证疲劳寿命计算方法的有效性,优化设计了5种压力等级下铜套的开口角度和圆角。同时,为其他型号盘根铜套优化设计提供了参考方法。     

轴封型反应堆冷却剂泵结构的对比分析

反应堆冷却剂泵(主泵)是压水堆核电站中的重要设备,其结构复杂,安全可靠性要求很高,本文主要介绍2种反应堆冷却剂泵的结构差异、各自的优点,对水力部件、轴承、机械密封和飞轮等进行对比分析。     

压裂泵滑动轴承流体动压润滑性能研究

压裂泵的十字头滑履与导板间隙、供油流量和油压等关键参数,目前主要通过工程经验进行调节,缺乏科学依据,易致导板磨损和烧瓦,严重影响压裂泵服役寿命。针对以上问题,建立3500HP压裂泵的轴瓦、轴承间隙及润滑油组成的流体力学系统,利用计算流体力学软件Fluent进行滑动轴承的流场分析,考察润滑油黏度、轴瓦间隙、润滑流量、润滑油压对压裂泵用滑动轴承的影响。结果表明：随着滑履与导板间隙的减小,导板的形变与应力会增大,最优导板间隙为0.5 mm左右;增大供油流量会使导板的形变与应力降低,供油流量最好不低于2.2 L/min;增大供油黏度会使导板的形变与应力变大,在0.2~0.4 Pa·s范围内供油黏度越小越好;随着供油油压的增大,导板的形变与应力增加显著,当油压大于4 MPa时,导板的应变与应力呈现指数级增大,当供油油压为3 MPa时,导板的形变与应力达到最小值。     

汽车动力转向泵试验标准及试验方法研究

在总结和分析当前汽车动力转向泵试验行业标准和相关企业标准中试验项目数量、技术要求和试验方法异同的基础上,结合实际试验经验,从车辆行驶安全、节能等方面考虑,对已有的试验项目进行了有益的补充,并增加了若干必要的试验项目以及转向泵与转向系统其他部件的匹配试验的内容,以期达到进一步完善试验规范、更加客观检验转向泵质量的目的.     

3300 hp五缸压裂泵曲轴连续梁法和有限元分析强度计算对比

目前压裂泵曲轴强度计算大多仅采用有限元分析方法,而鲜有人将连续梁法和有限元分析方法结合起来进行对比计算。笔者以输入功率为3300 hp的五缸压裂泵为例,首先采用连续梁法对曲轴进行强度计算,然后基于Simulation对压裂泵曲轴进行有限元分析,通过两种方法的对比计算,为压裂泵曲轴的科学设计提供理论依据。     

1400型压裂泵动力端花键轴断裂失效分析

针对1400型压裂泵动力端花键轴断裂的实际情况,开展了材料组份分析、机械性能测试与金相显微分析。初步确定了花键轴的断裂是疲劳断裂,裂纹源在花键齿根底部过渡圆角曲率半径最小的表面部位。对于花键轴的改进设计具有参考意义。     

压裂泵凡尔阀动态排液性能仿真研究

针对凡尔阀关闭滞后引起泵排量减少及凡尔阀开启阻力过大使排液性能变差等问题,在虚拟试验中,以某型压裂泵的凡尔阀为研究对象,利用系统性能仿真方法建立压裂泵液力端仿真模型,对压裂泵排液动态特性进行仿真。研究了弹簧刚度、阀盘质量对泵排出流量的影响及弹簧刚度、阀盘质量、阀座孔径对泵排出压力的影响。结果表明：泵排出流量、排出压力受阀座孔径影响较大而受弹簧刚度和阀盘质量影响较小;在各弹簧刚度和阀盘质量取值下泵的平均排出流量均在4000 L/min左右,平均排出压力均在140 MPa左右;泵的瞬时排出流量和瞬时排出压力随弹簧刚度、阀盘质量的增大而增大,随阀座孔径的增大而减小。研究结果对于优化凡尔阀设计,提高压裂泵排液性能具有重要的参考价值。     

三缸单作用柱塞泵动力端结构参数对液力特性的影响研究

三缸单作用往复泵是广泛使用的流体输送设备,其动力端结构参数对泵的液力特性影响较大。在柱塞泵动力端运动及受力分析的基础之上,分析了动力端连杆比结构参数对压力参数的影响,以及对流量脉动特性的影响,为三缸单作用往复泵的优化设计提供借鉴参考。     

基于多特征融合的MLP压裂泵单向阀故障诊断研究

在页岩气开采过程中,压裂泵单向阀因易发生破损而更换频繁,目前单向阀的检测方法存在依赖人工经验、需要专人监测、故障定位准确性不高、全检全换等问题。针对上述问题,以中石化柴驱压裂泵为例,提出了一种基于多特征融合和多层感知器相结合的方法,对其单向阀进行了故障诊断。首先,用多个加速度传感器和压力传感器,对不同单向阀故障情况下的压裂泵工作状态进行了故障采集,对获取的数据分别进行了时域和频域相关的统计特征计算;然后,使用主成分分析法对其主要特征成分进行了提取,构成了新的特征向量;最后,利用多层感知器处理非线性数据的优势,使用其进行了单向阀故障的分类识别,实现了对压裂泵单向阀故障的精确诊断。研究结果表明:基于多特征融合和多层感知器相结合的方法能够准确识别出单向阀多种故障类型,且受工况的影响程度低,平均诊断准确率达到99.6%;多传感器计算得到的特征经处理后,可使不同单向阀故障具有可分性。     

串联二调速阀两工进速度换接新回路及其在动力滑台双泵供油液压系统中的应用

在分析教材中典型现有基本回路的基础上,提出了一种二调速阀串联两工进速度换接新回路,本文对其来源、组成、原理、特点及其应用进行了阐述。新回路具有各调速阀可独自调节及能耗低等新特点（而现有回路则刚好相反）。     

复合织构化压裂泵柱塞密封副动压润滑性能仿真研究

为改善压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损性能,在压裂泵柱塞密封副表面建立不同的复合表面织构(不同复合织构类型、不同分布方式、不同截面形状等),并在结合柱塞密封副几何结构特征、压力边界条件及雷诺方程的基础上,建立织构化柱塞密封副动压润滑理论模型,采用有限差分对雷诺方程进行求解,仿真分析复合织构对柱塞密封副动压润滑性能的影响规律。数值仿真研究结果表明:复合织构对动压润滑性能的影响与外织构深度有密切关系;内织构为凹坑或凸起,以及内织构为不同截面形状的复合织构,主要是通过影响织构平均深度与摩擦副间隙的大小关系,而对复合织构的动压润滑性能造成不同的影响规律;内织构分布于外织构右侧(润滑介质入口一侧)对复合织构动压润滑性能的提升最大。