基于热固耦合的压裂泵泵头体工作特性研究

摘要

压裂泵泵头体是压裂工艺装备中的重要组成部分,其承载能力对压裂工艺技术的发展具有较大影响.针对泵流体吸入排出运动特性分析,建立了柱塞以及输出流量的运动规律曲线,完成了泵头体的热传递以及热变形分析.基于workbench软件热固耦合方法,获得了泵头体内腔的温度场以及应力应变分布场.结果表明:内腔温度场沿水平方向热传导速率最快;泵头体内部结构之间的相互约束及结构的应力集中性是导致温度场热应力产生原因,主要分布在内腔表面以及沿表层内侧厚度60 mm范围内;热应力的存在提高了整个内腔壁面的应力,但对相贯线处应力有一定改善作用.从热固耦合角度研究泵头体正常工况下承载性能,为泵头体的设计提供新思路.