基于 ANSYS／LS-DYNA 的压裂泵泵阀动力接触分析

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1、2014年第43卷石油矿场机械第5期第38页oILFIELDEQUIPMENT]文章编号：1001—3482(2014)05—0038—04基于ANSYS／LS—DYNA的压裂泵泵阀动力接触分析万翔，周思柱，李宁，朱锦彤，严奉林，左永强(长江大学机械工程学院，湖北荆州434023)摘要：泵阀属于重要的易损件，其工作寿命直接影响到压裂泵的工作特性。LS—DYNA是功能齐全的显式动力分析软件，可以模拟各种复杂的非线性动态问题。运用LS—DYNA有限元软件，考虑橡胶的缓冲作用，模拟高压环境下阀盘和阀胶皮以一定速度冲击阀座的过程，考察动态接触过程中的应力、应变分布情况，分

2、析泵阀失效原因，为提高泵阀寿命提供了理论依据。关键词：压裂泵；泵阀；ANSYS／LS—DYNA；接触；动力分析；橡胶缓冲中图分类号：TE934．2文献标识码：ADynamicContactAnalysisofFracturingPumpValveBasedonANSYS／LS_DYNAWANXiang，ZHOUSi—zhu，LINing，ZHUJin—tong，YANFeng—lin，ZUOYong-qiang(CollegeofMechanicalEngineering，YangtzeUniversity，Jingzhou434023，China)Abstrac

3、t：Fracturingpumpvalvebelongstoimportantwearingpartsduringfracturing；itsworkinglifedirectlyaffectsworkingcharacteristicsoffracturingpump．LS—DYNAisfullyfunctionalex—plicitdynamicalanalysissoftware，whichcouldsimulatekindsofcomplicatednonlineardynamicproblems．Withthefiniteelementanalysiss

4、oftwareLS—DYNA，consideringtherubberbufferac—tion，theimpactprocessinwhichthevalvediscwasimpactingtheseatinhighpressureenviron—mentwassimulated，andthefailurecauseofpumpvalveandthedistributionofthestressandthestrainwerediscussed．Thentheoryfoundationwasprovidedforimprovingthelife—spanoffr

5、actu—ringpumpvalve．Keywords：fracturingpump；valve；ANSYS／LS—DYNA；contact；dynamicanalysis；rubberbuffer綦耀光，刘健，肖世宏，等．后驴头为圆弧的双驴头抽油动力特性对比分析Ee1．北京：力学学会第19届学术年机运动与动力分析[J]．石油矿场机械，2001，30(增会论文集，2013：577—579．刊)：24—28．[7]邹龙庆，宋振华．双驴头抽油机优化设计与运动学仿真高风云．常规抽油机改造为双驴头抽油机的设计与实分析[J]．石油矿场机械，2012，41(6)：21—25．

6、践[J]．石油机械，2002(7)：50—52．[8]崔晓华，梁柱，邹龙庆，等．基于SolidWorks的双驴头綦耀升．双驴头抽油机现场使用中存在问题的改进抽油机支架三维建模及结构优化[刀．石油矿场机械，fJ]．石油机械，2004(7)：46—48．2011，40(1)：42-44．戴杨，陆玲，高学仕．双驴头抽油机的运动与动力特性分析EJ]．机械设计，2004(1)：26—28．[9]大庆市科学技术委员会．双驴头抽油机可靠性研究报刘华博，刘娇霞，孙鹤，等．常规机、双驴头抽油机运动告[z]．2007．收稿日期：2013—11—27基金项目：国家科技重大专项(2011

7、ZX05048—4)作者简介：万翔(1989一)，男，湖北武汉人，硕士研究生，主要从事机械结构强度与理论研究，E—mail：qingyun9891@163第43卷第5期万翔，等：基于ANSYS／IS-DYNA的压裂泵泵阀动力接触分析随着油气井深度的增加和压裂、酸化半径的扩要采用动力约束法、分配参数法和对称罚函数法3大，要求压裂酸化工艺不断强化。压裂泵朝着高压种算法。动力约束法是最早采用的接触算法，由于力、大排量和大功率方向发展。泵的主要易损件寿算法较复杂，只用于固连接触问题，即没有释放条命都很低，尤其是泵阀，有时连1口井的作业都难以件。分配参数法仅用于滑动界面接触

8、问题，不允