100MPa自增强压裂泵阀箱疲劳强度分析

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。

前言 压裂车用于石油油井的压裂,陶粒砂、压裂液等介质通过液力端产生高压使地层瞬 间开裂,同时介质渗入裂缝中使原油溢出，液力端总成是压裂车上一重要易损件是石油 油井维护和提高油产量的重要设备。 本标准结合了国外（斯伦贝谢，哈里伯顿公司的技术规范,具体阐述了液力端相关 的加工技术,有利于该类产品的技术指导。 一、压裂泵阀箱锻件： 1.（斯伦贝谢；n14，规范号506562000、n22，规范号507643000） 哈里伯顿：4330v改型，规范号d0030175-c版，包括锻造要求，化学性能，机械性能等 要求。 2.4330v改型钢阀箱锻件热处理：70.94191-d版。 3.关键部位湿磁粉探伤：70.94154-g版。 4.标准部位湿磁粉探伤检验：70.94158-j版。 5.阀箱预应力：278.87558-o版。 二、加工流程： 1

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30mpa压力下是安全的,可以正常工作。

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。

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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。

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700型,1000型压裂泵阀箱国产化的效果

本文通过对柱塞泵阀座承孔的失效情况分析,总结出了原因,提出了设计的注意事项和维修更换阀座时应注意的问题。

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。

2011年第40卷 第4期第26页 石油矿场机械 oilfieldequipment2011,40(4):26~28 文章编号:10013482(2011)04002603 140mpa压裂泵液缸强度及寿命预测分析 张磊,梁政,姜华 (西南石油大学机电工程学院,成都610500) 摘要:针对某厂新设计的140mpa高压压裂泵液缸,用ansys/ansysfesafe有限元分析软 件计算出了静力强度及疲劳寿命分布。计算结果显示,液缸在140mpa内压工作载荷下产生的 最大vonmises应力为630mpa,位于缸腔与柱塞腔相贯部位拐角处,内腔平均应力<350 mpa,液缸整体静强度满足要求。但是在循环载荷冲击作用下,相贯部位拐角处疲劳寿命低,

通过长庆油田多年的压裂实践,我们认为美国122—t型压裂车的佩斯梅克ⅱ型泵具有重量轻、体积小、维修方便等优点。不足的是易损件寿命短,特别是属于非易损件的阀箱寿命也短。据统计,一只新阀箱,在常用施工压力为49mpa、支撑剂为石英砂、压裂液为加

阀箱是选矿生产不可缺少的备件之一。阀箱适用于选矿的尾矿生产,在选矿总砂泵站里,选矿所产生的尾矿经这里打向尾矿坝,而阀箱就安装在油隔离泵上（1台泵需2台阀箱）,是尾矿的进出口。由泵里打出的矿浆压力为4mpa。阀箱里的阀座、阀芯不耐冲刷,易磨损,对于年产量为20万t选矿厂来说,一般情况下1台泵1年需4台阀箱,而买1台阀箱的成本为25000元左右。

针对100mpa旋塞阀衬瓦环形密封槽加工难度大的问题,提出了采用滚动切削的加工方法,介绍了这种切削方法的基本原理,所需切削工具和有关设备以及实际操作程序。实践证明,这种切削方法是切实可行的。

cfl增强rc梁抗弯疲劳强度的实验研究——疲劳强度是进行结构抗疲劳设计的重要力学参量。通过对5组24条碳纤维薄板(cfl)增强rc梁进行三点弯曲常幅疲劳试验，得到了增强梁的容许疲劳寿命和极限疲劳寿命s-n曲线及其相应的表达式，并推定其容许疲劳强度和极限疲劳强度...

本文介绍油隔离泵阀箱渗漏的原因，能过对阀盖ｏ型圈沟槽的改进及采取乐泰密封胶替代牛油盘根进行密封，解决了阀箱渗漏的问题。

利用含泥量高、级配差的旧河床开采的碎卵石和砂,配制100mpa的高性能混凝土。掺加自主研发的高效复合外加剂,使配制的高强高性能混凝土同时具有良好的早期强度和抗开裂性能。

详细介绍了38crni2.5mov钢作为压裂泵阀箱锻坯用钢的试制经验。

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。

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ansysworkbench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。

·152·维修与改进机械2014年增刊总第41卷 ——————————————— 收稿日期：2013－11－14 作者简介：邓春强（1982－）男，四川广汉人，本科，机械工程师，主要从事机械设计（含石油机械）方面的研究工作。 5zb-2800型压裂泵液力端阀箱改造分析 邓春强 （广汉金鹏石油机械有限公司，四川广汉618300） 摘要：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。 关键词：5zb-2800柱塞泵；压裂泵；阀箱；改造 analysisof5zb-2800typefracturingpumphydraulicendvalveboxtransformation dengchun-qian

1.制作的必要性长庆钻井总公司钻井速度持续提高,高泵压、大排量钻机以及与之配套使用的泥浆泵数量都不断增加,由此导致需要修复的泥浆泵阀箱数量猛增。泥浆泵阀箱主要由阀体以及安装在阀体上的专用单向阀、耐磨板和压盖等组成。其阀箱结构如图1所示。