基于nCode的抽油机支架的疲劳可靠性分析

◇罗定职业技术学院机电工程系 蒋 波 徐 乔

针对游梁式抽油机作业工况复杂、环境恶劣、作业需求寿命长、抽油机支架易产生疲劳破坏的特点，基于现场服役的某型号游梁式抽油机支架开展了支架的疲劳可靠性研究。应用Ansys Workbench开展了支架在最不利工况下的静强度分析，结合支架应力分布及主体材料的S-N曲线，基于nCode Designlife开展了支架的疲劳寿命计算。相关结果表明：支架在其极限作业工况下，满足静强度要求；在循环交变载荷作用下，支架会发生疲劳破坏，其使用寿命约为11.48年，小于抽油机的设计使用寿命要求。上述研究结果不仅可以为支架结构的设计、改进和优化提供理论指导，也可以为预防故障和现场维护起到积极意义。

目前，游梁式抽油机是我国油田使用最为广泛的采油设备。早年服役的抽油机随着使用时间的推移，其关键部件相继进入疲劳故障发生的高峰期。而支架作为抽油机关键部件，长期承受较大幅值、较高频率的交变载荷，其更易发生疲劳破坏，而支架的疲劳失效会致使抽油机整体失效，使得抽油机的寿命难以达到设计的使用寿命，因此有必要对抽油机支架进行疲劳寿命分析[1-3]。基于此，本文以现场使用的CYJ8-3-37HF型游梁式抽油机支架为例，开展了抽油机极限作业工况下的强度分析，并基于nCode DesignLife对该抽油机支架进行了疲劳寿命分析。

1 支架结构组成及其受力分析

1.1 抽油机支架组成

CYJ8-3-37HF型游梁式抽油机支架主要由顶板、侧板、支撑腿、横撑、斜撑、底板等结构件通过焊接而成。……