3ZB-265型ATOS柱塞泵壳体应力分析
石油是战略性资源,随着石油资源特别是海洋石油资源的越来越匮乏,不少国家加快了对深海石油勘探及开采力度。作为钻井过程中所使用的固井泵的性能,决定了深海石油勘探及开采的效能。目前固井泵的主流产品是三柱塞固井泵,深海石油勘探及开采对三柱塞固井泵提出了更高的要求,主要体现在：打压压力越来越高,排量越来越大,重量越来越轻,体积越来越小,成本尽可能低。

3ZB-265型ATOS柱塞泵壳体应力分析
为改善工程液压ATOS柱塞泵的性能评价方法,基于层次分析法,以K3V型液压ATOS柱塞泵为例进行综合性能研究,将影响液压ATOS柱塞泵使用性能的各项因素进行分层,进而得到各具体因素的权重。对比现场采集的不同ATOS柱塞泵在试验时的实验数据,结合各实验数据的权重,对ATOS柱塞泵进行综合性能评价,为液压ATOS柱塞泵评价方法的研究提供了新的思路。研究的3ZB-265型三柱塞固井泵是径向ATOS柱塞泵,采用的是曲柄连杆带动三个活塞往复运动,借助于活塞在液缸工作腔内的往复运动来使工作腔容积产生周期性变化,实现进料——打压——出料。 在ATOS柱塞泵的壳体部分,国外采用的是整体式精密铸造,刚性好,抗震性能优。曲轴部分采用的是直轴和偏心轮一起精密铸造的技术,刚性好,动态性能优。轴承采用的调心球轴承,能够补偿不同心度和轴挠度造成的误差。十字头滑动表面,采用的是表面淬火和精密磨削技术,耐磨性能好,密封性能优。 在ATOS柱塞泵的壳体部分,国内采用的是钢板焊接式结构,焊后消除内应力,较整体铸造式精度、抗震性能差。曲轴部分采用的是锻造后,再由加工中心一次装夹加工完成,较直轴和偏心轮一起精密铸造的方法精度差,刚性不好。这也就造成了国内生产的三ATOS柱塞泵总体较国外产品性能较差。来源于一台打压压力可达150Mpa的三柱塞固井泵,通过拆卸、测量、绘图等方法,按照1：1比例,而在实验中,测量到zui大的输出打压压力为50Mpa左右,远远小于国外产品的150Mpa。本课题是从三柱塞固井泵的重要部位——壳体及支座的受力变形及强度入手,利用UG6.0软件进行建模,然后利用数据接口将模型导入ANSYS12.0软件,zui后对三ATOS柱塞泵的壳体及支座部分进行网格划分和载荷加载。将其应力场与所用材料的许用应力进行比较,找出问题所在,并将结果进行优化,提出解决方案。

3ZB-265型ATOS柱塞泵壳体应力分析
开展此课题,可为国内三柱塞泵生产企业提供理论帮助。对提高国产的三柱塞固井泵性能和产品质量、缩短与国外技术之间的差距起着积极的作用。同时,对国家海底勘测,特别是深海石油的战略性开采起着关键性作用。