[00831995]压裂柱塞泵关键技术研究

①课题来源与背景：中国石油化工集团重大装备国产化项目/ZCX1507001；湖北省科技攻关计划项目/2006AA101B29；湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目/T200906。②技术原理及性能指标：技术原理：在压裂柱塞泵理论设计研究、压裂柱塞泵主要部件力学分析及有限元分析模拟和泵阀的CFD分析的基础上，建立了压裂柱塞泵设计技术理论体系。性能指标：1)进行了压裂柱塞泵动、液力端机理研究。2)建立了压裂柱塞泵主要零部件参数化有限元模型，可方便对型号不同结构相似的压裂泵零部件进行有限元模拟分析。3)对泵阀进行了CFD模拟分析。4)对泵头体进行了自增强分析研究。5)开发了压裂柱塞泵CAD软件系统。③技术的创造性与先进性：1)对压裂柱塞泵动力端和液力端进行了理论分析研究，得出了压裂柱塞泵主要零部件的受力状况，构建了吸入阀和排出阀的数学模型。对泵阀进行了CFD模拟分析，改进了泵阀结构，提高了吸排性能。对压裂柱塞泵泵头体进行了自增强分析，得出了最优的自增强压力和塑性层深度。2)建立了压裂柱塞泵主要零部件参数化有限元模型，可方便对型号不同、结构相似的压裂柱塞泵零部件进行有限元模拟分析，为产品在减少用材量和降低成本等方面提供了技术依据。3)开发了压裂柱塞泵设计分析系统，能集成完成压裂柱塞泵理论计算分析、有限元分析模拟以及CFD分析模拟等工作，有效地缩短了压裂柱塞泵设计周期，提高了压裂设备性能，降低了生产成本。④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该研究成果在压裂柱塞泵设计中具有较大的突破，形成了一套完整的压裂柱塞泵设计技术体系，填补了国内外空白，获得了美国船级社和挪威船级社的认证。应用范围：石油钻采工业中的压裂柱塞泵设计领域。⑤应用情况及存在的问题：该研究成果已在中国石化集团江汉石油管理局第四机械厂、四机赛瓦石油钻采设备有限公司、成都哈曼石油技术有限公司及濮阳市中原锐实达有限公司等单位成功推广应用，应用效果良好。