科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业,高性能、智能化仪器仪表,先进制造技术

需求背景

本发明公开了一种高强度油气开采压裂泵用钢及其制造方法,属于钢铁新材料制备的技术领域.包括以下组分:碳0.28%～0.35%,硅0.20%～0.40%,锰0.50%～0.90%,钒0.01%～0.05%,铬1.20%～1.45%,钼0.35%～0.65%,镍2.90%～3.30%,铜≤0.20%,铝0.010%～0.050%,磷≤0.010%,硫≤0.010%,稀土元素0.03～0.06%,余量为铁和不可避免的元素.本发明的有益效果为:本发明提供了高强度油气开采压裂泵用钢新材料及其制造方法,通过合理控制各种合金元素的配比,关键过程控制点以及科学的热处理制度,有效的保证油气开采压裂泵用钢新材料30CrNi3MoVRE综合性能优异,保证了该材料具有更高的致密性,更高的洁净度,更稳定的性能以及更高的使用寿命.

需解决的主要技术难题

 ①针对页岩气开采过程中压裂泵壳体在高压力、大排量、长周期、循环压力的复杂服役工况下导致的开裂问题，通过对壳体结构的优化研究，提高其疲劳强度;②通过循环水压试验、抗挤毁试验、残余应力测试，和力学性能测试对压裂泵壳体试验样件进行综合性能测试，根据试验结果明确壳体的具体缺陷;③采用有限元分析对压裂泵壳体的材料和结构进行数值模拟，输出应力和变形的分布结果，并与试验测试结果进行对比分析;④综合试验和数值模拟结果，提出新的结构设计改进方案，并重新制作试验样件进行试验分析迭代，最终得出最优化的改进方案。

期望实现的主要技术目标

新型高强度压裂泵壳体的研发，提供一套能解决高强度压裂泵壳体的设计方案，能解决壳体在 24小时连续工作时疲劳强度问题，防止壳体爆裂，提高产品寿命和稳定性，减少停机时间

需求解析

解析单位：江苏省常州市 解析时间：2023-05-31

刘春林

常州大学

教授

综合评价

此需求足够清晰，此需求涉及新型高强度压裂泵壳体，通过先快速的相应的安装孔进行封堵,再对基件进行喷涂的方式对外壳进行加工处理,可有效避免涂料进入安装孔内,进而无需对安装孔进行二次的清理,有效提高了外壳制作加工的效率,同时避免了二次清理破坏安装孔的风险,且整个封堵过程具有速度快、封堵效果好以及可以长期稳定工作的优点。

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处理进度