基于有限元分析的泥浆泵泵体结构优化设计-论文.pdf

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1、第29卷第1期湖南科技大学学报(自然科学版)VO1．29NO．12014年3月JournalofHunanUniversityofScience&Technology(NaturalScienceEdRion)Mar．2014doi：10．13582／j．cnki．1672—9102．2014．01．O06基于有限元分析的泥浆泵泵体结构优化设计王建平，赵冬冬，史文涛，刘何佳(1．河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作454000；2．济源职业技术学院机电系，河南济源454650；．3．焦作制动器(集团)有限责任公司，河南焦作454000)摘要：

2、研究泥浆泵泵体的应力分布，并根据分析结果对泵体结构进行优化设计，以提高泥浆泵的功率等级．首先，对1600HP型泥浆泵泵体基于1800HP工况的最大受力条件进行有限元分析．经过初步分析后，发现泵体的前连接板和主墙板发生应力集中，不满足材料的强度要求．据此对泵体结构进行优化设计，使其强度满足1800HP工况的强度要求，从而达到在不增加泥浆泵总体积和总重量的基础上提高泥浆泵的功率等级．优化后的1600HP型泥浆泵泵体满足1600HP到1800HP不同的工况条件，只需更换相应电机就能够适应钻井深度的增加，而且不需要进行相应吊装设备、辅助管网等装备的更换，

3、有效地降低了陆地钻井平台的成本，提高了经济效益．关键词：泥浆泵；泵体；有限元分析；优化设计；经济效益中图分类号：TE926文献标志码：A文章编号：1672—9102(2014)O1—0029一o4ThestructureoptimizationdesignofmudpumpcasebasedonfilIiteelementanalysisWANGJian—ping’，ZHAODong—dong，SHIWen—tao，LIUHe—jia(1．SchoolofMechanicalandPowerEnglnecring，HenanPolytechnic

4、University，Jiaozuo454000，China；2．DepartmentofMechanicalandElectronic，JiyuanVocationalandTechnicalCollege，Jiynan454650，China；3．JiaozuoBrakeIncorporatedCompanyLimited。Henan，Jiaozuo454000，China)Abstract：Toimprovetheoverallcapabilityofmudpump，thestressdistributionsofpumpbodywasan

5、alyzed。andthepumpcasestructurewasoptimized．Thethree—dimensionalfiniteelementmethodWasadoptedtoanalysesthestressandstrainon1600HPmudpumpcase，basedonthe1800HPmudpumpmaximumloadconditions．Thepreliminaryanalysisshowedthatthestressconcentrationlocateinthefrontconnectingplateandthe

6、sideplate，whichdidn’tmeetthematerialstrength．Thepumpcasewasoptimizedtomeettherequired1800HPconditionaccordingtotheresultsofanalysis．Withoutincreasementofthetotalvolumeandtotalweight，themudpump’Spowergradewasimproved．TheoptimizedmudpumpCanmeettheconditionsfrom1600HPto1800HP．No

7、tonlysuitthechangeofdrillingdepth，liftingequipmentandauxiliarypipenetworkequipmentarenotreplaced，thecostoflandrigisreducedgreatly，theeconomicbenefitisimproved．Keywords：mudpump；pumpbod；finiteelementanalysis；structuraloptimization；economicbenefit泥浆泵是石油钻机的核心部件，同时对钻井液泵中，往复式泥浆泵由于具

8、有能在高压下输送大比循环起到关键作用．钻井时，泥浆泵通过高压向井重、高含沙量、高粘度液体的特性，因而被广泛的应下输送大量液体，作为井底钻