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油井用柱形泵構架型裝置構造變革

瀏覽次數:2884發布日期:2013-02-20
 失效分析(1)斷裂過程分析斷裂開始時發生在泵頭體2與堵頭4旋合第1圈的旋入口,斷裂慢慢向內推進,大約斷裂2圈時,由于是超高壓設備,就必須 停產更換泵頭體,從開始斷裂到泵頭體報廢持續的時間很短,這段時間大約為150h左右。經查閱有關資料,螺紋的第1圈受力zui大,旋入口是應力集中的地方, 此種類型的斷裂一般由變載荷引起,這和下面的受力分析相吻合,可以說斷裂過程與理論*相符。

  (2)受力分析泵頭體上方的螺紋(-A)與右方的螺紋(-B)*相同,都是梯形螺紋且螺距相同,但上方的螺紋不損壞,通過受力分析可 得結論。上面的螺紋承受的壓力只與井下壓力相同,可看作是靜載荷。右面的螺紋承受的是交變載荷,由于柱塞的往復運動而產生,壓力zui小時是負壓,zui高時是井 下壓力,與上面的螺紋承受的靜壓力基本相等,動力端的曲軸每旋轉1轉,此腔內的壓力從負壓到zui大壓力變換3次。

  結構改進設計通過以上分析,要想提高泵頭體壽命,則提高螺紋強度是的途徑,下面是3種延長泵頭體壽命的方法。(1)將梯形螺紋改為 鋸齒形螺紋(采用美國標準)和梯形螺紋相比,鋸齒形螺紋牙根承載面積大,強度高,牙根處無應力集中,承受單向應力效果好,牙根斷裂可避免,壽命可延長。設 計尺寸如所示。筆者已利用此設計,加工制造了2臺泵頭,現已裝車實驗。(2)將螺紋聯接改為如所示的螺栓聯接此種方法*解決了螺紋的斷裂和磨損問題,待 一段時間后只需更換螺栓,缺點是壓帽更換太麻煩,增加工人的勞動強度。(3)將梯形螺紋的螺距加大此種方法:可防止螺紋*圈旋入口的斷裂,因為螺距加大 后,牙根厚度增加,避免應力集中;可在同等磨損后,螺紋的強度仍然較高。

  此方法有待理論驗證,根據其它高壓部件的螺紋設計類比得出的。螺紋尺寸:Tr15016.經濟效益分析結構改進后,若按壽命提高1倍計 算,每臺車可節省材料費平均為12萬元,若在勝利油田推廣,3年內可節約200臺12萬元/臺=4400萬元。若可在全國推廣效益更大。

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