新型增压注水泵的设计及结构有限元分析

论文摘要

增压注水泵是油田开发后期提高原油采收率的必备装备，中油特种车辆有限公司生产的3125、450、8-37注水泵，存在压力低、排量小等缺点，已不能满足个别采油区块的需要。本论文就是结合此次新型增压注水泵的设计项目，严格按照GB/T9234-1987《机动往复泵》的相关规定，参照原有注水泵进行设计，使设计的新型增压注水泵同时实现了高压力、大流量，排出压力达到40 MPa，理论流量达到16.5m3 /h。本论文首先对国内外注水设备的发展现状进行分析，针对油田的注水设备进行对比，参照用户要求，结合油田实际选择往复式机械增压注水泵。接着进行泵型和总体结构型式设计、动力端设计、液力端设计、主要结构参数设计，从理论上进行分析，实现高压力、大排量。并从密封面力构成的角度出发，分析研究V形往复密封副中的预接触应力、自紧力、预紧力，及与弹簧的关系。最后对该泵液力端中关键零部件：泵头、外函体、中间函体、内函体进行了有限元仿真计算，得出结论，表明该设计达到工程要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 增压泵发展现状综述
• 1.1 国内外注水设备发展现状
• 1.1.1 我国注水设备及其技术现状
• 1.1.2 国外注水设备发展现状
• 1.2 机械驱动增压注水泵存在的主要问题
• 1.2.1 离心式增压注水泵
• 1.2.2 往复式增压注水泵
• 1.3 注水设备发展方向
• 1.3.1 液压传动的优点
• 1.3.2 注水设备的发展
• 1.3.3 结论
• 1.4 对液压泵和电驱泵进行经济分析
• 1.4.1 油田实际参数
• 1.4.2 计算分析
• 第二章 新型增压泵的设计
• 2.1 泵的主要参数设计的理论基础
• 2.1.1 功率
• 2.1.2 泵的理论流量
• 2.1.3 泵的排出压力
• 2.1.4 泵的吸入压力
• 2.2 总体设计
• 2.2.1 泵型和总体结构型式选择
• 2.2.2 主要结构参数的选择与确定
• 2.3 V 形往复密封结构的分析
• 2.3.1 V 形往复密封副接触应力的构成和作用分析
• 2.3.2 预接触应力与V 形密封断面尺寸间的关系
• 2.3.3 自紧力与V 形密封断面尺寸间的关系
• 2.3.4 预紧力、自紧力与弹簧间的关系
• 第三章 泵头强度实体有限元仿真计算
• 3.1 泵头实体有限元分析
• 3.1.1 计算模型处理
• 3.1.2.计算结果分析
• 3.2 外函体实体有限元分析
• 3.2.1 计算模型处理
• 3.2.2.计算结果分析
• 3.2.3 结论
• 3.3 中内函体实体有限元分析
• 3.3.1 计算模型处理
• 3.3.2 计算结果分析
• 3.3.3. 结论
• 3.4 泵头强度实体有限元仿真计算结论
• 结论
• 参考文献
• 攻读工程硕士学位期间取得的技术成果
• 致谢