悬挂式自动泵抽排液装置受力分析.pdf

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1、·40·重型机械2014NO．6悬挂式自动泵抽排液装置受力分析孙峰，张能(1．中国石油大学(华东)美术系，山东青岛266580；2．中国石油大学(华东)建筑学系，山东青岛266580)摘要：悬挂式自动泵抽排液装置是针对探井施工而研发的一项新型装备。本文应用ANSYS对上提作业时悬挂式自动泵抽排液装置进行了静、动力有限元分析。分析结果显示，上提作业过程中，提升钢丝绳轴向应力较大，可以适当提高钢丝绳的尺寸规格，绷绳弹性模量对固定架整体偏移有较大影响，建议选取刚度较高的钢丝绳。关键词：悬挂式自动泵抽排

2、液装置；静动力分析；钢丝绳中图分类号：TE935文献标识码：A文章编号：1001—196X(2014)06—0040—04MechanicalanalysisofhangingautomaticpumpingdeviceSUNFeng，ZHANGNeng(1．DepartmentofArtsDesignChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China；2．DepartmentofArchitecture，ChinaUniversityofPetrole

3、um，Qingdao266580，China)Abstract：Hangingautomaticpumpdeviceisanewequipmentdesignedfortheconstructionofwildcat．Inthispaper，ANSYSisappliedtoanalyzethestaticanddynamicprocessofhangingautomaticpumpdeviceduringoperation．Theresultsshowthatduringtheliftopera

4、tion，theaxialstressofthehoistingropeisrelativelylargerandawireropewithhigherdimensionisneeded．Theelasticmodulusofguywirehasagreaterinfluenceonthelateraldisplacementoffsetofthefixation，andaguywirewithahigherstiffnessisrecommended．Keywords：hangingautom

5、aticpumpdevice；staticanddynamicanalysis；rope架大绳与地面固定，另一端与挂钩或通井机游动U刖吾系统连接，挂钩或通井机游动系统悬挂抽汲换向排液是石油工业探井试油施工中的重要环装置。抽汲换向装置设有电机与滚筒，传动皮带节，也是试油施工过程中用时最长的工序。目前搭在滚筒上，一端与井下抽油泵的光杆连接，另石油勘探井的试油工程，常用的有抽油机排液、一端与沿固定轨道滑动的平衡块相连。悬挂式自通井机排液和电动绞车排液等三种方法。但这些动泵抽装置通过固定架和绷绳固定，免

6、除了抽油方法都存在能耗成本高及安全性差等问题，严重机的井架，降低了抽油机的成本和抽汲能耗。同影响石油工业的经济效益和排液效果。时，固定架底部通过插销与地面连接，靠四根绷绳新研发的悬挂式自动泵抽排液装置主要包括限制其位移。作业时在动载荷作用下固定架绷绳受作业井架、抽汲换向装置。作业井架一端通过井力较大，固定架的顶部位移也会引起抽汲换向装置及传动皮带的晃动，影响作业过程。因此有必要对收稿日期：2014—04—02；修订日期：2014—07—02悬挂式自动泵抽排液装置的部件进行受力分析。基金项目：中央

7、高校基本科研业务费专项资金(12CX04017B，13CX02090A)作者简介：孙峰(1978一)，男，中国石油大学讲师，主要研究1有限元模型方向：石油机械产品设计研发，海洋平台人机关系方面研究。悬挂式自动泵抽排液装置如图1所示。根据重型机械·4l·装置固定系统的设计图，应用ANSYS软件建立固定支座。悬挂式自动泵抽装置固定系统整体有有限元模型，对系统的上提作业过程进行仿真。限元模型如图2所示。其材料参数与载荷参数分别见表1、2。计算过程中，假设井架、滚筒及滚筒架的重力都均匀作用在井架、滚筒及

8、滚筒架的各个节点上。上提时12t钩载、8t配重以及下放时4t钩载、8t配重，根据滚筒上皮带的宽度及滚筒纵向的节点分布，以集中力的形式均匀分配在滚筒与负荷皮带相切的节点上。井架与底座之间为销连接，作业时允许绕z轴转动，方便井架的起升。在模型图1悬挂式自动泵抽排液装置Fig．1Hangingautomaticpumpingdevice中，井架底部约束为x、Y、z方向的平动和绕x、Y轴的转动，绷绳与地面之间的约束处理成表1材料参数Tab．1Materialparameters表2固定系统上提时的主要载