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油井用柱形泵改造和應(yīng)用效果說明
點擊次數(shù)：1386 發(fā)布時間：2012-6-28
在整個水泵種類中，柱形泵的應(yīng)用是比較廣泛的，它的適應(yīng)設(shè)計到很多行業(yè)，比如我們的石油行業(yè)中就有廣泛的應(yīng)用。我們在這里來對油井用柱形泵的應(yīng)用情況進(jìn)行分析說明。
目前的油井用柱形泵構(gòu)架裝置的使用，在一些情況下會出現(xiàn)失效的問題。具體的我們先來對失效的情況進(jìn)行分析。
1、斷裂過程分析斷裂開始時發(fā)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(nèi)推進(jìn)，大約斷裂2圈時，由于是超高壓設(shè)備，就必須停產(chǎn)更換泵頭體，從開始斷裂到泵頭體報廢持續(xù)的時間很短，這段時間大約為150h左右。經(jīng)查閱有關(guān)資料，螺紋的第1圈受力zui大，旋入口是應(yīng)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(jié)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(fù)運動而產(chǎn)生，壓力zui小時是負(fù)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(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，此腔內(nèi)的壓力從負(fù)壓到zui大壓力變換3次。
結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)）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(yīng)力集中，承受單向應(yīng)力效果好，牙根斷裂可避免，壽命可延長。設(shè)計尺寸如所示。筆者已利用此設(shè)計，加工制造了2臺泵頭，現(xiàn)已裝車實驗。
2、將螺紋聯(lián)接改為如所示的螺栓聯(lián)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(yīng)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(jù)其它高壓部件的螺紋設(shè)計類比得出的。針對失效問題的分析，采取了一定的改造，從改造理論來看，會取得不錯的效果，可以提高使用的時限，減少一定的成本，帶來一定的效益。
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