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油井用柱形泵構(gòu)架型裝置構(gòu)造變革

瀏覽次數(shù):2475發(fā)布日期:2013-02-20
 失效分析(1)斷裂過程分析斷裂開始時發(fā)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(nèi)推進(jìn),大約斷裂2圈時,由于是超高壓設(shè)備,就必須 停產(chǎn)更換泵頭體,從開始斷裂到泵頭體報(bào)廢持續(xù)的時間很短,這段時間大約為150h左右。經(jīng)查閱有關(guān)資料,螺紋的第1圈受力zui大,旋入口是應(yīng)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(jié)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(fù)運(yùn)動而產(chǎn)生,壓力zui小時是負(fù)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(zhuǎn)1轉(zhuǎn),此腔內(nèi)的壓力從負(fù)壓到zui大壓力變換3次。

  結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)通過以上分析,要想提高泵頭體壽命,則提高螺紋強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn))和梯形螺紋相比,鋸齒形螺紋牙根承載面積大,強(qiáng)度高,牙根處無應(yīng)力集中,承受單向應(yīng)力效果好,牙根斷裂可避免,壽命可延長。設(shè) 計(jì)尺寸如所示。筆者已利用此設(shè)計(jì),加工制造了2臺泵頭,現(xiàn)已裝車實(shí)驗(yàn)。(2)將螺紋聯(lián)接改為如所示的螺栓聯(lián)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(diǎn)是壓帽更換太麻煩,增加工人的勞動強(qiáng)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?yàn)槁菥嗉哟?后,牙根厚度增加,避免應(yīng)力集中;可在同等磨損后,螺紋的強(qiáng)度仍然較高。

  此方法有待理論驗(yàn)證,根據(jù)其它高壓部件的螺紋設(shè)計(jì)類比得出的。螺紋尺寸:Tr15016.經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)構(gòu)改進(jìn)后,若按壽命提高1倍計(jì) 算,每臺車可節(jié)省材料費(fèi)平均為12萬元,若在勝利油田推廣,3年內(nèi)可節(jié)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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