需求解析

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技术研发指南

石油压裂泵的工作环境通常比较恶劣,在工作的过程中,压裂泵的壳体需要承受较大的压力,所以壳体通常是通过铸造成型加工制作出来的,且为了进一步提高壳体的性能,在制作的过程中还会对壳体的表面进行喷涂加工,通过将涂料喷涂在壳体的表面形成保护膜,提高壳体的耐腐蚀性以及美观度等性能。

现有的喷涂加工主要通过喷头将涂料直接喷涂在壳体表面,但因壳体上带有多个安装孔,在直接喷涂的过程中,涂料会进入安装孔内,其中,因柱塞对安装环境的较高,所以对于成排布置的用于安装柱塞的安装孔,在喷涂完成之后还需要对其内的涂料进行清理,这不仅额外增加了壳体制作过程的工作量,降低了制作加工的效率,且在清理的过程还容易增加安装孔被破坏的风险。

 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。

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。

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