基于多尺度CNN的五缸泵液力端阀门故障诊断方法

文章针对钻井泵液力端阀门故障,提出一种智能诊断方法。根据五缸泵机械传动特性,利用角度编码器和振动传感器,对8种工况下的单冲程振动信号进行保形分段三次Hermite插值和z-score归一化处理;采用不同尺度的一维卷积神经网络(CNN)模型进行特征提取和融合,实现对五缸泵液力端吸入阀和排出阀的故障诊断。通过在HH2400泵上进行大量实验,对不同混合工况下实验数据验证分析,结果表明该方法性能优于其他方法,稳定性好,最大诊断准确率达到98.70%。

基于曲轴强度的五缸泵曲柄初相角布置方案优化

为降低排出过程中液缸内压在曲轴上产生的周期性反作用力,以降低载荷、提高曲轴疲劳寿命,通过量纲一化的方法分析了曲轴扭矩、弯矩及计算应力等强度相关评价因子,提出了五缸往复泵曲柄初相角的优化布置方法,最终在120种布置方案中快捷而准确地优选出了2种使曲轴强度最优的方案,使得曲轴所受周期性扭矩及弯矩的波动幅值最小,有利于改善曲轴受力、提高强度、减小系统振动,有效地在五缸泵源头上提高动力端的工作性能,改善往复泵设计的可靠性,且所提出的2种方案与《往复泵设计》推荐的方案及国内外现行五缸泵产品所采用的布置方案完全一致,验证了本设计方法的正确性和可行性.

用于2000型压裂车的三缸泵和五缸泵试验研究

供2000型压裂车选择的柱塞泵有三缸泵和五缸泵2种。为了验证压裂车和柱塞泵的性能,进行了台架试验、出厂试验和现场工业试验。经试验研究表明,五缸泵压裂车的参数覆盖范围较三缸泵压裂车有明显优势,五缸泵的泵效优于三缸泵。

超高压大排量五缸泵故障诊断系统研究

针对当前钻井泵在高压环境和泥浆的长时间冲击下易损坏无法正常工作,其损坏情况基本靠人工听和经验判断,效率低且准确性无法保障等问题,设计了一套基于振动信号数据小波分析的超高压大排量五缸泵故障诊断系统。该系统主要由振动速度传感器、高速多通道同步数据采集PLC系统和故障诊断算法软件组成。文章介绍了硬件系统设计、算法实现并进行了故障诊断实验,实验结果表明:该系统在五缸泵故障状态下具有较好的诊断效果。

基于Visual Basic编程的五缸液氮泵主轴强度校核

五缸液氮泵受力情况十分复杂。利用力矩分配法和Visual Basic程序语言相结合的方法,对五缸泵的主轴进行受力分析,并计算出主轴受到的支反力,为泵壳的受力分析奠定了基础。提出了一种基于VB编程的曲轴强度校核方法,简化了受力计算过程,为液氮泵设计提供参考。

水击载荷下6000HP五缸压裂泵曲轴的疲劳分析

某6000HP五缸压裂泵在工作时会受到液力端水流冲击作用,其曲轴等关键部件长时间工作易产生疲劳失效。为研究压裂泵曲轴在水击载荷下的使用及疲劳失效情况,使用无水击影响的压裂泵曲轴正常工作载荷与空泡压力及液体对柱塞的冲击载荷叠加方式模拟水击载荷的影响,通过有限元仿真得到模拟水击载荷下曲轴的应变,并对其失效及疲劳寿命曲线进行分析,该工作对水击载荷的形成机理和水击载荷特征的深入研究及曲轴结构的优化设计/寿命预测提供理论依据。

5000米智能地质钻探配套泥浆泵的方案设计

泥浆泵是地质钻探施工中的重要设备之一,本文简述了目前深孔岩心钻探配套用泥浆泵的现状,以及钻探中流量、压力、孔深等主要参数之间的关系。重点介绍了5000 m智能地质钻探配套用泥浆泵的方案。通过对方案进行对比,说明了最终方案确定的理由,同时列出了泥浆泵的主要技术参数及其具有的性能特点,以及为满足课题的要求对关键技术存在的难点、采用的新技术及措施进行了展望,为深孔智能钻探平台配套用泥浆泵的顺利研制提供了依据。

SZB1000型钻塞泵注系统的研究与试验

由于水平井分段体积压裂后的钻塞作业缺乏专用钻塞泵注设备,研制了SZB1000型钻塞泵注设备。该设备具备钻塞液在线混配、连续泵注等功能,可实现单机配合连续油管作业机完成钻塞作业的需求。对五缸柱塞泵的最大瞬时排量和理论平均排量进行了计算,并对泵头体强度进行了有限元仿真分析;最后在完成型式试验的基础上,进行了工业试验。试验结果表明:SZB1000型钻塞泵注设备能够满足钻塞作业需求,相较压裂车配置方案,设备采购成本最高降低了64%,燃料费用降低了22%。

CDJY2500型压裂泵曲轴的力学性能分析

为了对五缸压裂泵曲轴进行优化设计,对CDJY2500型五缸压裂泵曲轴进行正常工作载荷下的受力综合分析,建立了压裂泵曲轴的有限元模型。采用有限元仿真计算方法及ANSYSWorkbench对10种危险工况和5种不同连杆载荷下的曲轴应力和总变形量分布规律进行分析。分析结果表明:曲轴的最大应力为180. 23 MPa,位于曲轴1#曲柄销的左侧圆角处,曲轴的总变形量在其两端较大、中间较小,最大为0. 067 815 mm,属于小变形;随着曲轴转角的增大,曲轴最大应力基本上先增大再减小,在180°转角时达到峰值;随着转角的增大,曲轴的总变形量有先逐渐减小后增大、再减小的趋势,在36°转角时取得最大值;最大应力和总变形量均随着连杆载荷的增加而增大,且呈线性关系。因此,在曲轴转动过程中,其危险点主要分布在曲轴颈的圆角处,连杆载荷对曲轴强度有重大影响。研究结果对压裂泵曲轴等关键部件的优化设计及动态性能研究具有重要意义。

压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法

五缸压裂泵曲轴曲拐的不同布置,会导致与液力端相连的低压吸入管汇与高压排出管汇中出现流量与压力波动,甚至出现局部断流。流量与压力波动可表现为曲轴负载及惯性水头损失,降低曲轴寿命和能量转换效率;局部断流会造成管道沉沙。为了减小流量与压力的波动,改善局部断流与曲轴受力,提出了断流现象持续区域和曲轴所受弯矩的优化目标,建立了五缸压裂泵曲轴曲拐布置的优化方法。最终确定出两种曲轴曲拐布置的最优方案,其吸排管汇的流量波动幅值最小、断流现象持续区域最短,有效地减轻了惯性水头损失和沉沙问题,改善了泵的吸排性能和曲轴弯矩。

双斜齿轮传动的设计和安装方法研究

传统三缸钻井泵一般采用人字形齿轮传动,存在曲轴强度和刚度低、轴承寿命短、齿轮啮合差等不足。在钻井泵上采用双斜齿轮传动,不但保留了人字形齿轮传动时无轴向力的优点,而且提高了曲轴的强度和刚度,延长了轴承的使用寿命。详细介绍了采用双斜齿轮传动方式时,两对齿轮副的设计和安装方法,该方法不但解决了两对齿轮副同步啮合的问题,而且使得齿轮副的安装更加方便,可为同类齿轮设计和安装提供参考。