WF2000型三缸钻井泵壳体结构设计和应力分析.pdf

2011笠 第 4O卷 石 油 矿 场 机 械 第 5期 第 62页 oIL FIELD EQUIPMENT 2O11，40(5)：62～66 文 章 编 号 ：1001—3482(2011)05—0062—05 WF2000型三缸钻井泵壳体的结构设计与应力分析 王复东 ，管志川 ，刘金荣。 (1．中国石油大学，山东 东营 257061；2．青岛天时海洋石油装备有限公司，山东 青岛266108； 3．甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，兰州 730070) 摘要：海洋钻井要求钻井泵的功率大、体积小、质量轻。在 受力分析的基础上 ，采用ANSYS软件对 开发的WF2000型三缸钻井泵壳体进行有限元分析。壳体高应力区位于从动轴轴承座附近，壳体 整体结构应力分布不均匀，安全裕度较大。为验证有限元分析的有效性，对钻井泵壳体进行 了现场 应力测试，测试结果与有限元分析结果比较符合。应用分析结果优化设计 了壳体结构，使其应力分 布均匀、质量轻 。 关键词：钻井泵；壳体 ；强度分析；应力测试 中图分类号 ：TE926 文献标识码 ：A StructureDesignandStressAnalysisofFrameforW F2000TriplexDrillingPump WANG Fu—dong～，GUAN Zhi—chuan ，LIU Jin—rong。 (1．ChinaUniversityofPetroleum (Huadong)，Dongying257061，China； 2．QingdaoTSCOffshoreEquipmentCo．，Ltd．，Qingdao266108，China； 3．LanpecTechnologiesLimited，Lanzhou730050，China) Abstract：Oceandrillingrequiresdrillingpumpwithhighpower，smallsizeandlightweight．Based onloadanalysis，theFEM analysisofthedesignedW F2000triplexdrillingpump framewascar— riedon．Thehighstressregionoftheframewaslocatesnearbythebearing ofdrivenshaft．The wholestressdistributionofframeinunevenandtheframehadbigsafetymargin．Thestresstest offrameWascarriedon to testifythevalidity ofFEM analysis．Thetestresultsshow thatthe FEM resultswerein goodagreementwith testing ones．Optimization design offramestructure wasdoneaccordingtotheanalys~sresults，andtheoptimizedframehasmoreevenstressdistribu— tionandJighterweight． Keywords：drillingpump；frame；strengthanalysis；stresstest 目前 ，陆地石油资源 已面临枯竭，难 以维持经济 (2000～2200hp)的大功率钻井泵已经成为当今 的持续发展 ，海洋石油资源的勘探开发成为一个新 海洋钻机配置的主流设备。由于受到海洋钻井平台 的增长点。为适应在近海、深水钻井的需要 ，深水、 质量 的限制 ，要尽量减轻钻井泵的质量 。同时，随着 超深水钻井工艺不断发展 ，从而对钻井设备提出了 钻井泵泵压和功率的提高，