6500HP型压裂泵性能分析及壳体结构优化设计

题名	6500HP型压裂泵性能分析及壳体结构优化设计
作者	李鹏飞
导师	张洪生
答辩日期	2018
学位名称	硕士
关键词	压裂泵壳体静力分析拓扑优化模态分析
摘要	页岩气是一种开发潜力巨大,世界储存量丰富的非常规天然气。中国是页岩气存储量最大的国家,但是受限于该天然气存储的外界自然条件,我国的页岩气开采还处于初级阶段。随着非常规油气开采的不断推进,压裂泵作为重要开采设备之一,尤其是超大功率的压裂泵得到了广泛的研究和开发。本文针对目前国内页岩气开发遇到的问题,开发设计一种超大功率的压裂泵,该压裂泵的功率可达6500HP,如果使用该种压裂泵,那么在生产页岩气的工作场内就可以节省多台压裂泵车,井场内的场地利用率也会得到大大的改善。但是,对压裂泵而言,保证压裂泵壳体具有足够的强度和刚度是其正常工作的前提。同时,在满足强度刚度的同时还要尽可能轻量化,体积尽量小。本文通过分析计算,得到了6500HP型压裂泵的相关技术参数,再由这些基本参数计算出压裂泵壳体的基本参数,设计出该压裂泵壳体的尺寸参数。同时本文为了满足设计要求还对该压裂泵壳体做了以下研究工作:(1)针对压裂泵壳体上所受的作用力,对各作用力进行了分析计算,得出了作用在压裂泵壳体上的各个作用力的大小。(2)采用Soliderworks12.0对压裂泵壳体进行了三维建模,并且对于一些不影响分析结果的特征进行了简化处理。(3)通过ANSYS14.0对导入的三维模型进行有限元网格划分,并对壳体施加载荷进行静力学分析,求得压裂泵曲轴部分转动角度下壳体的应力应变结果。(4)通过ANSYS14.0压裂泵进行拓扑优化设计,得到了优化后的最简单模型。(5)通过ANSYS14.0对导入的三维模型进行有限元网格划分,并对壳体施加载荷,进行模态分析,得到了压裂泵壳体在各阶的固有频率,得到了压裂泵壳体比较薄弱部位,并进行改进。
页数	73
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TE934.2
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93563
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	李鹏飞. 6500HP型压裂泵性能分析及壳体结构优化设计[D],2018.