WF2000型三缸钻井泵壳体的结构设计与应力分析.docx

2011年第40卷第5期第62

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OILFIELDEQUIPMENT

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1,2,管志川1,刘金荣3

(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

StructureDesignandStressAnalysisofFrameforWF2000TriplexDrillingPump

WANGFu-dong12,GUANZhi-chuan1,LIUJin-rong3

(1.ChinaUniversityofPetroleum(Huadong),Dongying257061,China;

2.QingdaoTSCOffshoreEquipmentCo.,Ltd.,Qingdao266108,China;

3.LanpecTechnologiesLimited,Lanzhou730050,China)

Abstract:Oceandrillingrequiresdrillingpumpwithhighpower,smallsizeandlightweight.Basedonloadanalysis,theFEManalysisofthedesignedWF2000triplexdrillingpumpframewascar-riedon.Thehighstressregionoftheframewaslocatesnearbythebearingofdrivenshaft.Thewholestressdistributionofframeinunevenandtheframehadbigsafetymargin.ThestresstestofframewascarriedontotestifythevalidityofFEManalysis.ThetestresultsshowthattheFEMresuftswereingoodagreementwithtestingones.Optimizationdesignofframestructurewasdoneaccordingtotheanalysisresults,andtheoptimizedframehasmoreevenstressdistribu-tionandlighterweight.

Keywords:drillingpump;frame;strengthanalysis;stresstest

目前，陆地石油资源已面临枯竭，难以维持经济的持续发展，海洋石油资源的勘探开发成为一个新的增长点。为适应在近海、深水钻井的需要，深水、超深水钻井工艺不断发展，从而对钻井设备提出了更高的要求。钻井泵是钻井液循环系统的关键设备，为满足海洋钻井的需要，正朝着大功率、大排量、高泵压、低质量的方向发展。1490～1640kW

(2000～2200hp)的大功率钻井泵已经成为当今海洋钻机配置的主流设备。由于受