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) *

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)*

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。

钻井泵;壳体;强度分析;应力测试

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。1 490～1 640 kW (2 000～2 200 hp)的大功率钻井泵已经成为当今海洋钻机配置的主流设备。由于受到海洋钻井平台质量的限制,要尽量减轻钻井泵的质量。同时,随着钻井泵泵压和功率的提高,关键零部件的强度要求也逐步提高。……