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技術文章
油井用柱形泵構架型裝置構造變革
點擊次數：2902 發布時間：2013-2-20
失效分析（1）斷裂過程分析斷裂開始時發生在泵頭體2與堵頭4旋合第1圈的旋入口，斷裂慢慢向內推進，大約斷裂2圈時，由于是超高壓設備，就必須 停產更換泵頭體，從開始斷裂到泵頭體報廢持續的時間很短，這段時間大約為150h左右。經查閱有關資料，螺紋的第1圈受力zui大，旋入口是應力集中的地方， 此種類型的斷裂一般由變載荷引起，這和下面的受力分析相吻合，可以說斷裂過程與理論*相符。
（2）受力分析泵頭體上方的螺紋（-A）與右方的螺紋（-B）*相同，都是梯形螺紋且螺距相同，但上方的螺紋不損壞，通過受力分析可 得結論。上面的螺紋承受的壓力只與井下壓力相同，可看作是靜載荷。右面的螺紋承受的是交變載荷，由于柱塞的往復運動而產生，壓力zui小時是負壓，zui高時是井 下壓力，與上面的螺紋承受的靜壓力基本相等，動力端的曲軸每旋轉1轉，此腔內的壓力從負壓到zui大壓力變換3次。
結構改進設計通過以上分析，要想提高泵頭體壽命，則提高螺紋強度是的途徑，下面是3種延長泵頭體壽命的方法。（1）將梯形螺紋改為 鋸齒形螺紋（采用美國標準）和梯形螺紋相比，鋸齒形螺紋牙根承載面積大，強度高，牙根處無應力集中，承受單向應力效果好，牙根斷裂可避免，壽命可延長。設 計尺寸如所示。筆者已利用此設計，加工制造了2臺泵頭，現已裝車實驗。（2）將螺紋聯接改為如所示的螺栓聯接此種方法*解決了螺紋的斷裂和磨損問題，待 一段時間后只需更換螺栓，缺點是壓帽更換太麻煩，增加工人的勞動強度。（3）將梯形螺紋的螺距加大此種方法：可防止螺紋*圈旋入口的斷裂，因為螺距加大 后，牙根厚度增加，避免應力集中；可在同等磨損后，螺紋的強度仍然較高。
此方法有待理論驗證，根據其它高壓部件的螺紋設計類比得出的。螺紋尺寸：Tr15016.經濟效益分析結構改進后，若按壽命提高1倍計 算，每臺車可節省材料費平均為12萬元，若在勝利油田推廣，3年內可節約200臺12萬元/臺=4400萬元。若可在全國推廣效益更大。