压裂泵阀箱疲劳寿命影响因素的研究

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1、石油机械2013年第4l卷第1期CHINAPETROLEUMMACHINERY一59一油气田开发工程压裂泵阀箱疲劳寿命影响因素的研究王国荣陈林燕赵敏李蓉王云海(1．西南石油大学机电工程学院2．中国石油天然气集IN公司长城工程技术研究院3．江汉石油管理局第四机械厂)摘要：对国产某型号140MPa压裂泵阀箱裂纹的断口进行分析，研究表明阀箱裂纹断口呈解理断裂形貌特征，疲劳辉纹在解理面上以脆性方式扩展，阀箱工作时较高的周向应力是引起疲劳开裂的主要原因。在此基础上，运用有限元软件开展了自增强技术、表面加工精度、表面强

2、化处理工艺以及材料选择对阀箱疲劳寿命的影响规律研究。研究结果表明，以上方法均可以延长阀箱的疲劳寿命，但自增强技术是延长阀箱疲劳寿命最有效和最经济的方法，可有效延长疲劳寿命最长达7倍左右，在实施工艺上可选用静液压法和炮轰法，炮轰法工艺程序简单，建议采用该法进行自增强处理。关键词：压裂泵；阀箱；有限元分析；疲劳损伤；疲劳寿命；自增强；表面强化；加工工艺中图分类号：TE934文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．01．015ResearchontheInfluencin

3、gFactorsofFatigueLifeofFracturePumpValveChamberWangGuorongChenLinyanZhaoMinLiRongWangYunhai(1．CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，SouthwestPetroleumUniversity2．GreatwallResearchInstituteofEngineer-ingTechnology，CNPC3．SJPetroleumMachineryCo．，Jiangha

4、nPetroleumAdministration)Abstract：Ananalysisofthecrackfractureofthevalvechamberofacertaintypeof140MPafracturepumpwasconducted．TheresearchfindingsshowthatthecrackfractureiScharacterizedbyakindofcleavagefracturemor．phology．Thefatiguestriationsexpandontheclea

5、vagesurfaceinthemodeofbrittleness．Therelativelyhighcircum—ferentialstressofthevalvechamberinoperationiSthemainreasonforfatiguecracking．Onthebasisofthisthefi．niteelementsoftwarewasusedtoconducttheresearchontheautofrettagetechnology，thetechnologyofsurfacepro

6、-cessingprecisionandsurfacereinforcingtreatmentandthelawoftheeffectofmaterialselectiononthefatiguelifeofvalvechamber．Theresearchfindingsshowthattheabovemethodscanimprovethelifeofvalvechamber．Buttheautofrettagetechnologyisthemosteffectiveandeconomicmethod．I

7、tcanimprovethefatiguelifeofvalvechamberbyaminimumofseventimes．Thehydrostaticmethodandtheexplosivemethodcanbeselectedinthetechnologicalimplementation．Theprocessoftheexplosivemethodissimple，whichisrecommendedtobeadoptedtoconducttheautofrettage．Keywords：fract

8、urepump；valvechamber；finiteelementanalysis；fatiguedamage；fatiguelife；autofret-tage；surfacereinforcement；processingtechnology要求其具有性能稳定和工作可靠等特点。随着油田0—L廿超深井、超高压井的不断增多，以及大型压裂设备的问世，阀箱将承受更恶劣的服役条件，其压力和压裂泵作为油气田增储上产的重