本文關鍵詞：壓裂車振動及其影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著石油開采難度的不斷增加,需要對地層進行大規(guī)模壓裂,為了滿足日益苛刻的鉆采工況,壓裂工藝要求井上壓裂車組向著高壓力、大排量、高功率和自動化的方向發(fā)展。 3000HP壓裂車在性能方面較2500HP壓裂車得到了很大提升。然而在壓裂過程中,曾經發(fā)生連接彎頭爆裂的事故,造成壓裂過程的嚴重安全隱患。整車振動異常必然影響零部件的使用壽命和容易造成安全事故,這在壓裂作業(yè)中是不被接受的,減小該壓裂車的振動、延長高壓彎接頭的使用壽命勢在必行。本論文圍繞3000HP壓裂車結構特點及工作條件等,在理論分析的過程中,主要采用有限元分析軟件,研究壓裂車整車簡化模型在壓裂泵固結和加彈簧等工況下的各階振動頻率。應用模態(tài)分析結果進行測試點布置,進行3000HP壓裂車的振動測試。在分析彎頭破裂的原因時,將壓裂車振動測試的結果應用于有限元分析,對單、雙高壓彎接頭的受力特性進行研究。計算結果表明：兩彎頭異面布置能有效地減小應力幅,應用論文的結論對高壓管匯布置方案進行規(guī)范,可以延長彎頭的壽命,因而具有工程應用價值。本文的具體工作如下：首先,總結壓裂車的行業(yè)前景和國內外的研究現狀,指出現有文獻在壓裂車振動分析過程中,主要以壓裂車車架為研究對象,而忽略激振源的分析和高壓管匯布置方案的不足。分析研究的實際經濟價值和理論指導意義,接著介紹我國壓裂車的趨勢和汽車振動特性研究現狀。從實際出發(fā),確定研究的主要內容及相關思路。其次,由于壓裂車的振動源是位于壓裂車尾部的壓裂泵,本文介紹三缸泵的結構及構造特點,描述吸液及排液的工作原理,并且給出柱塞的位移精確計算公式。而且,采用靜力學方法對連桿、十字頭等關鍵部位進行受力分析,給出了各零部件的受力計算公式[3]；再對曲柄連桿機構進行動力學分析,給出三缸柱塞泵系統(tǒng)的慣性力合力和合力矩。再次,通過簡化壓裂車結構,采用有限元分析,得到壓裂車各階模態(tài)的情況,在前幾階模態(tài)振幅較大的地方布置測點,為壓裂車振動測試中測點的位置布置提供參考。采用硬件設備UT8908-FRS動態(tài)信號采集器、加速度傳感器、數據線以及輔助設備,重點測試振動比較劇烈的4-6檔的振動情況。最后,本文分析在壓裂施工過程中,彎頭會受到各種載荷的作用。指出連接壓裂泵與管道的彎頭除了要受到80MPa至90MPa的內壓外,還不可避免地受到壓裂泵振動的影響,用有限元軟件分析壓裂泵振動對管匯不同連接方式、固定方式、有內壓、沒有內壓的彎頭的應力分量�；谝陨戏治鼋Y果,對于壓裂車在作業(yè)時的高壓管匯布置提出幾點建議。通過以上分析,可以得到以下成果或結論：(1)借鑒王衛(wèi)超《三缸ICWP的動平衡分析及優(yōu)化設計》,得到了三缸曲柄連桿機構的往復慣性力和旋轉慣性力平衡,但是往復慣性力矩和旋轉慣性力矩不平衡；(2)壓裂泵固結時,三階模態(tài)的頻率為5.12737Hz,正好與壓裂泵的四檔,發(fā)動機轉速1900轉/分時頻率時,三柱塞往復運動不平衡引起的振動頻率5.1Hz接近,而且振動模態(tài)與壓裂泵激發(fā)方向重合,容易引起較大共振現象。(3)在測試的過程中,得到了壓裂泵的位移振幅在4檔、5檔、6檔時分別為20.49mm、8.72mm、8.68mm。(4)連接壓裂泵與高壓管匯的彎頭,采用兩彎頭異面的布置方式,能夠有效地減小彎接頭的Z向(環(huán)向)最大應力以及應力幅,這對于延長彎接頭的疲勞壽命有非常重要的作用。但是在同一平面內布置的兩彎頭不僅沒有起到減小應力幅的作用,反而比單彎頭作業(yè)時的環(huán)向應力幅明顯提高。應用論文的結論對高壓管匯布置方案進行規(guī)范,可以延長彎頭的壽命,因而具有工程應用價值�；谝陨辖Y論,對于壓裂車在作業(yè)時的高壓管匯布置提出以下幾點建議：(1)采取適當措施減小壓裂車在上下方向上的振動；(2)采用兩彎頭作業(yè)時,建議采取彎接頭軸線垂直或者接近垂直的布置方式。
【關鍵詞】：壓裂車 振動 測試 有限元
【學位授予單位】：長江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE934.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及其意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀及發(fā)展趨勢12-16
• 1.3 汽車振動特性研究現狀16-17
• 1.4 研究內容及途徑17
• 1.5 本章小結17-19
• 第2章 壓裂車傳動副分析19-32
• 2.1 壓裂車傳動副運動規(guī)律分析21-23
• 2.2 十字頭和連桿的受力分析23-27
• 2.3 三缸壓裂泵慣性力分析27-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 壓裂車振動分析32-45
• 3.1 壓裂車模型簡化過程32-37
• 3.2 壓裂泵與車架之間固結時的模態(tài)計算37-40
• 3.3 壓裂泵與車架之間加彈簧時的模態(tài)計算40-43
• 3.4 本章小結43-45
• 第4章 實驗分析45-58
• 4.1 測試設備及方案45-50
• 4.2 測試數據及分析50-57
• 4.3 本章小結57-58
• 第5章 彎頭的疲勞開裂及其解決方案58-74
• 5.1 彎接頭成型工藝59-60
• 5.2 高壓彎接頭位置分布60-62
• 5.3 單高壓彎接頭受力分析62-70
• 5.4 雙高壓彎接頭受力分析70-73
• 5.5 本章小結73-74
• 第6章 總結與展望74-77
• 6.1 研究總結74-75
• 6.2 研究展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-82
• 個人簡介82-83

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 王新;;老式壓裂車技術改造中的一些構想[J];科技資訊;2012年27期

2 馬玲;付喜艷;;世界首臺3000型壓裂車在四機廠問世[J];中國石油和化工標準與質量;2013年05期

3 ;三元共滲壓裂車凡爾座及其初步試驗[J];石油鉆采機械情報;1975年06期

4 ;1000大氣壓壓裂車試制成功[J];石油鉆采機械通訊;1975年Z1期

5 劉有平;提高國產壓裂車技術裝備水平的建議[J];石油機械;1997年07期

6 李曉斌;仝琳;;我國首臺2300型壓裂車通過鑒定[J];石油機械;2014年01期

7 岳曉宛;水泥壓裂車大泵與變速箱傳動裝置改造[J];內江科技;2003年05期

8 劉濟寧;國內壓裂車制造業(yè)發(fā)展回顧與展望[J];石油礦場機械;2004年S1期

9 曹兆麒;楊江朝;高進;朱蒲首;張艷玲;張宏;;2000型壓裂車組在油田開發(fā)中的應用[J];石油地質與工程;2008年05期

10 喬曉東;;油田壓裂車組控制系統(tǒng)的改進[J];科技傳播;2011年14期

中國重要會議論文全文數據庫 前2條

1 王峻喬;劉健;吳漢川;龐龍;肖文生;;2500型壓裂車車架疲勞壽命分析與預測[A];非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)裝備及應用技術研討會論文集[C];2011年

2 孫好文;;研制進口壓裂車專用液壓工具[A];設備管理與維修實踐和探索論文集[C];2005年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 通訊員 陳立希 梁玉萍 記者 郭芳;中國石油首臺2300型壓裂車通過工業(yè)試驗[N];中國石油報;2013年

2 通訊員 李曉斌 仝琳;我國首臺2300型壓裂車通過鑒定[N];中國石油報;2013年

3 記者 朱劍平;杰瑞股份研制出世界首臺3100型壓裂車[N];上海證券報;2013年

4 本報記者 胡清;首臺國產渦輪壓裂車研制成功[N];中國能源報;2014年

5 記者 羅序文 通訊員 付喜艷 吳杰;“荊州造”壓裂車力壓國際巨頭[N];湖北日報;2014年

6 記者 馬玲 通訊員 付喜艷;世界首臺3000型壓裂車問世[N];中國石化報;2013年

7 劉明輝;會干更要會算[N];中國石化報;2012年

8 本報記者 馬玲 通訊員 黃予劍 付喜艷;壓裂裝備的“中國版”[N];中國石化報;2014年

9 本報記者 崔玉平 通訊員 姚人琦;世界首臺4500馬力壓裂車在山東杰瑞研發(fā)成功[N];中國工業(yè)報;2014年

10 記者 馬玲 通訊員 謝江 付喜艷;67個外觀質量提升項目服務客戶[N];中國石化報;2014年

中國碩士學位論文全文數據庫 前5條

1 龔小霞;壓裂車振動及其影響研究[D];長江大學;2016年

2 鄭洋;大慶油田進口壓裂車組采購項目質量管理研究[D];東北石油大學;2014年

3 桑猛;大功率壓裂車車架承載能力研究[D];大連理工大學;2013年

4 左永強;壓裂車副大梁振動特性研究[D];長江大學;2014年

5 胡世林;壓裂車便攜式遠程監(jiān)控儀設計與實現[D];蘭州理工大學;2014年

  本文關鍵詞：壓裂車振動及其影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：306552