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

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【摘要】：隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,能源需求也越來越大,其開采難度也日益增加,壓裂技術(shù)應(yīng)運而生。壓裂設(shè)備對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壓裂設(shè)備的工作性能。由于我國壓裂設(shè)備的研究開發(fā)起步較晚,且大部分是在對國外產(chǎn)品引進吸收基礎(chǔ)上研發(fā)的,因此本文對3ZB-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件進行設(shè)計研究,為我國壓裂設(shè)備的研發(fā)提供設(shè)計經(jīng)驗。本文對3ZB-2000型壓裂泵關(guān)鍵部件的設(shè)計主要內(nèi)容如下：(1)以3ZB-2000型壓裂泵設(shè)計要求及用戶需求為前提,對壓裂泵動力端進行方案設(shè)計,包括傳動方案設(shè)計及結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。(2)分析最大壓力工況下平穩(wěn)運行狀態(tài)時2000型壓裂泵所受外載荷,并進行動力學(xué)分析。利用傳統(tǒng)經(jīng)驗公式及設(shè)計經(jīng)驗,對2000型壓裂泵動力端關(guān)鍵部件曲軸連桿機構(gòu)、十字頭組件進行結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計與校核；并對液力端主要零部件進行結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計。(3)由于壓裂泵工作環(huán)境惡劣,載荷復(fù)雜且周期性變化,因此運用動力學(xué)分析軟件ADAMS,對壓裂泵動力端進行動力學(xué)仿真分析。其中曲軸為多支撐結(jié)構(gòu),其動力學(xué)求解問題屬超靜定問題,引入啞元這一虛擬變量以解決此過約束問題,進而得到壓裂泵動力端各零件工作過程中受力情況,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,在壓裂泵工作過程中承受不斷變化的復(fù)雜載荷,發(fā)生彈塑性變形進而產(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)計工作中的關(guān)鍵問題。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對曲軸及連桿進行疲勞壽命研究。此外,應(yīng)用模態(tài)分析理論,又對曲軸及連桿進行動態(tài)特性分析,得到其振型及固有頻率。經(jīng)分析得到所設(shè)計曲軸及連桿剛度、強度符合設(shè)計要求,并對它們的薄弱環(huán)節(jié)及易損部位提出優(yōu)化意見。為壓裂泵后續(xù)優(yōu)化設(shè)計具有指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE934.2

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本文編號：1172504