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。     

高压压裂泵阀箱的强化处理

高压压裂泵阀箱工作时，内腔表面产生很高的应力。对ＹＬＢ—１４００型压裂泵阀箱的应力分析表明，在两孔相贯线的顶部，峰值应力可达１１６８ＭＰａ，超过了阀箱钢材的屈服极限σｓ，这种阀箱只有在强化处理后才能使用。液压自增强处理和爆炸处理的关键是利用高的液压或爆炸压力对阀箱内腔预压，使阀箱内表面发生塑性变形而外表面发生弹性变形，并通过弹性恢复在内表层形成高而深的残余压应力层。ＹＬＢ—１４００型压裂泵阀箱经强化处理，在内腔表面危险区域形成－４５０～－５３０ＭＰａ的残余压应力，可大幅度提高疲劳寿命。     

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...     

压裂泵无相贯线阀箱设计及有限元分析

一种新型液力端结构—无相贯线阀箱,用Pro/E三维软件建立阀箱模型,在阀箱工作压力为80MPa的条件下,用ANSYS Workbench软件对新设计的阀箱进行有限元分析,新阀箱的最大的应力值比原结构阀箱的最大应力值小500MPa,应力值大幅下降,为延长压裂泵液力端的疲劳寿命提供了新的思路。     

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。     

固井压裂用TH泵泵头体有限元分析及材质选用

针对固井压裂泵泵头体的开裂失效问题 ,运用弹性力学有限元法 ,利用Pro/ME CHANICA软件对TH泵泵头体进行了有限元分析计算 ,获得其内腔的应力大小和应力幅分布规律。计算得到TH泵泵头体在使用工况下内腔的合成应力Δσ =2 90MPa。由此确定TH泵泵头材料为 34CrMo4A。该材料经调质处理后 ,得到稳定的综合机械性能 :拉抗强度σb≥ 85 0MPa ,屈服强度σs≥ 6 5 0MPa ,延伸率δmin≥ 10 % ,断面收缩率 ψ纵 ≥ 4 5 % ,ψ横 ≥ 32 % ,常温冲击值αkv(2 0℃ )≥ 32J ,低温冲击值αkv (- 2 0℃ )≥ 2 1J ,布氏硬度 2 70～ 312HB ,满足TH泵泵头体使用要求。     

CDJY2500型五缸压裂泵泵头体力学特性分析

在压裂泵泵头体受力特性研究中,针对不同柱塞尺寸的泵头体在不同工况下的应力变化趋势研究还比较少。鉴于此,运用ANSYS Workbench软件,对4种不同结构的CDJY2500型五缸压裂泵泵头体,在多组内压载荷作用下的力学特性进行了数值分析。分析结果表明:泵头体排出工况的最大应力和应变总是大于吸入工况,在额定最大压力载荷140 MPa条件下,泵头体的最大应力为788. 76 MPa,小于其材料的屈服强度,其力学行为处于材料弹性变形阶段;在不同泵冲次作用下,相对于柱塞直径为95. 3 mm泵头体,其他3种结构的泵头体在最大应力上减小的平均值分别为15. 6%、42. 4%和52. 1%,最大总变形量减小的平均值分别为12. 9%、34. 7%和62. 7%;当泵冲次为115～200 min~(-1)时,泵头体最大应力与最大总变形量随泵冲次的增加而快速减小,当泵冲次在200～330 min~(-1)时,泵头体最大应力与最大总变形量随着泵冲次的增加而缓慢减小。研究结果可为泵头体的结构优化与改进提供基础数据。     

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。     

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。     

140MPa压裂泵曲轴疲劳寿命有限元分析

压裂泵曲轴在压裂工况下受到周期性变化的复杂载荷作用,其疲劳寿命分析为设计主要问题。建立140 MPa五缸压裂泵曲轴精细化模型,根据实际受载工况进行约束及载荷分布的合理等效,应用ANSYS软件对曲轴工作周期内多位置工况进行有限元静力分析,得到相应曲轴应力分析结果。采用专业的疲劳分析软件FE-SAFE,通过合理提取曲轴序列静力分析结果确定载荷谱,进行疲劳寿命、疲劳安全系数计算,实现曲轴疲劳寿命定量分析。为压裂泵优化设计提供理论依据。     

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－３３／８ｉｎ阀箱的结构设计和有限元分析的结果，讨论了ＨＱ－３３／８ｉｎ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。     

1400型压裂泵动力端运动仿真及箱体有限元分析

利用大型三维分析软件Pro/E的Pro/MECHANICA模块,采用多刚体动力学原理对1400型压裂泵动力端的运动和动载荷进行分析与仿真,对箱体施加设计计算和强度校核所需载荷,进而利用有限元法对箱体这个复杂结构零件进行分析与研究,为箱体乃至整个泵的设计和校核提供参考,为设计和研制复杂箱体提供了一种有效的分析方法。     

自增强压裂泵泵头体有限元分析及疲劳寿命评估

本文利用计算机辅助设计软件PRo／ENGINEER完成泵头体的实体建模，导入ANSYS建立其有限元模型。基于ANSYS弹性有限元分析确定该泵头体的弹性承载压力为2428MPa；基于ANSYS弹塑性有限元分析确定在塑性层深度为5／8英寸（15．875mm）施加的泵头体最佳自增强内压为430MPa；最后利用疲劳强度理论对泵头体自增强前后的疲劳寿命进行评估，得出自增强处理后泵头体的疲劳寿命比未自增强处理的可提高到4倍以上。     

5ZB-2800型压裂泵液力端阀箱失效分析

研制的5ZB-2800型压裂泵在75MPa压力下工作114h,液力端阀箱出现开裂失效。利用有限元软件进行强度和寿命分析,找出可能出现开裂的部位。解剖失效部件,对开裂部位内部做宏观检查、SEM微观扫描及化学成分、硬度、金相、力学性能等检测。结果表明:毛坯锻造夹层在高压、酸性介质作用下,产生腐蚀疲劳裂纹并快速扩展,导致阀箱早期失效。应加强调质后材料的缺陷检测、改进阀箱高应力区的结构、调整阀箱加工方位,以提高该压力泵的使用寿命。     

SL3HB-100型往复泵阀箱强度有限元分析

用工程分析软件Pro/Engineer和ANSYS对SL3HB-100型往复泵阀箱的强度进行了有限元分析.通过分析,得到了阀箱的最大应力位置及其应力值,此位置与阀箱实际破裂时的位置一致.分析结果表明,阀箱在30 MPa压力下是安全的,可以正常工作.     

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。     

泥浆泵阀箱有限元分析

利用ANSYS软件对阀箱进行有限元分析．考察阀箱在工作内压和阀盘冲击载荷下的应力分布情况。通过理论分析．评价设计的合理性．为产品的性能和使用工况要求提供科学依据。