發(fā)布時(shí)間：2017-11-11 18:10

  本文關(guān)鍵詞：3ZB-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,能源需求也越來(lái)越大,其開采難度也日益增加,壓裂技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。壓裂設(shè)備對(duì)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(gè)壓裂設(shè)備的工作性能。由于我國(guó)壓裂設(shè)備的研究開發(fā)起步較晚,且大部分是在對(duì)國(guó)外產(chǎn)品引進(jìn)吸收基礎(chǔ)上研發(fā)的,因此本文對(duì)3ZB-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)研究,為我國(guó)壓裂設(shè)備的研發(fā)提供設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。本文對(duì)3ZB-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：(1)以3ZB-2000型壓裂泵設(shè)計(jì)要求及用戶需求為前提,對(duì)壓裂泵動(dòng)力端進(jìn)行方案設(shè)計(jì),包括傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。(2)分析最大壓力工況下平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)2000型壓裂泵所受外載荷,并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。利用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)2000型壓裂泵動(dòng)力端關(guān)鍵部件曲軸連桿機(jī)構(gòu)、十字頭組件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計(jì)與校核；并對(duì)液力端主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計(jì)。(3)由于壓裂泵工作環(huán)境惡劣,載荷復(fù)雜且周期性變化,因此運(yùn)用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS,對(duì)壓裂泵動(dòng)力端進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析。其中曲軸為多支撐結(jié)構(gòu),其動(dòng)力學(xué)求解問(wèn)題屬超靜定問(wèn)題,引入啞元這一虛擬變量以解決此過(guò)約束問(wèn)題,進(jìn)而得到壓裂泵動(dòng)力端各零件工作過(guò)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(guò)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(jì)工作中的關(guān)鍵問(wèn)題。本文應(yīng)用疲勞壽命分析理論,利用專業(yè)疲勞分析軟件Fe-safe對(duì)曲軸及連桿進(jìn)行疲勞壽命研究。此外,應(yīng)用模態(tài)分析理論,又對(duì)曲軸及連桿進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,得到其振型及固有頻率。經(jīng)分析得到所設(shè)計(jì)曲軸及連桿剛度、強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求,并對(duì)它們的薄弱環(huán)節(jié)及易損部位提出優(yōu)化意見(jiàn)。為壓裂泵后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE934.2

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本文編號(hào)：1172504