本文關鍵詞：新型3000HP五缸鉆井泵動力端設計與分析　出處：《西南石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：在鉆井工程領域,作為鉆井作業(yè)非常重要設備之一的鉆井泵,因其重要性被比喻為石油鉆機的心臟部分,在石油天然氣的開采過程中發(fā)揮著巨大作用。隨著鉆井工藝技術,特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平井等新工藝、新技術的發(fā)展,三缸及五缸單作用活塞型鉆井泵被世界上的眾多國家普遍地采用和開發(fā),大功率、高泵壓、大排量、重量輕和機電融合技術等特點是鉆井泵以后的發(fā)展方向。而結構方面較為復雜、生產工藝難度較大是鉆井泵的主要特點之一,鉆井速度和質量很大程度上受到了其技術性能指標以及穩(wěn)定可靠工作的影響。近年來發(fā)展迅速的虛擬樣機技術為較準確的仿真研究鉆井泵這種機電液一體化產品提供了有效的手段。本文通過對傳統(tǒng)鉆井泵性能進行研究,針對傳統(tǒng)三缸鉆井泵所存在的不足,提出了一種新型3000HP五缸鉆井泵,對其動力端進行了設計與分析,將虛擬樣機技術應用到鉆井泵的研究中,主要開展了以下幾方面的研究:(1)國內外文獻、專利調研。分析鉆井泵的技術資料和現(xiàn)場使用情況,了解了國內外鉆井泵的使用現(xiàn)狀和先進技術,指出現(xiàn)有產品存在的不足,明確了鉆井泵的發(fā)展趨勢。對虛擬樣機技術的特點以及國內外發(fā)展現(xiàn)狀等進行了調研、總結,明確了此技術在往復泵方面的應用情況。(2)設計出新型鉆井泵的總體傳動方案,對傳統(tǒng)鉆井泵和新型鉆井泵傳動方案進行了比較,突出了新型鉆井泵的設計優(yōu)點;闡述了鉆井泵基本性能參數(shù),設計出新型鉆井泵的技術參數(shù);在此基礎上,對新型鉆井泵動力端主要零部件進行了設計。(3)對新型鉆井泵動力端進行了運動學和動力學分析,為新型鉆井泵下一步設計提供理論基礎;利用MATLAB軟件對力學方程進行編程求解。(4)1D3D模型建立與聯(lián)合仿真。利用LMS Virtual.Lab Motion多體動力學仿真軟件建立了新型五缸鉆井泵動力端的多剛體動力學模型;利用系統(tǒng)一維建模仿真分析軟件AMESim搭建了新型五缸鉆井泵的1D仿真模型。利用接口技術將兩種模型進行聯(lián)合仿真,直接利用鉆井泵1D仿真分析得到的液力載荷對鉆井泵動力端進行了多剛體動力學仿真分析。(5)利用有限元軟件ANSYS對新型鉆井泵動力端的關鍵部件曲軸、連桿、十字頭、介桿和殼體進行了靜力學分析,并對介桿和殼體進行了改進設計。
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE92

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本文編號：1315271