油井用柱形泵構(gòu)架型裝置構(gòu)造變革

　失效分析（1）斷裂過程分析斷裂開始時(shí)發(fā)生在泵頭體2與堵頭4旋合第1圈的旋入口，斷裂慢慢向內(nèi)推進(jìn)，大約斷裂2圈時(shí)，由于是超高壓設(shè)備，就必須 停產(chǎn)更換泵頭體，從開始斷裂到泵頭體報(bào)廢持續(xù)的時(shí)間很短，這段時(shí)間大約為150h左右。經(jīng)查閱有關(guān)資料，螺紋的第1圈受力zui大，旋入口是應(yīng)力集中的地方， 此種類型的斷裂一般由變載荷引起，這和下面的受力分析相吻合，可以說斷裂過程與理論*相符。

　　（2）受力分析泵頭體上方的螺紋（-A）與右方的螺紋（-B）*相同，都是梯形螺紋且螺距相同，但上方的螺紋不損壞，通過受力分析可 得結(jié)論。上面的螺紋承受的壓力只與井下壓力相同，可看作是靜載荷。右面的螺紋承受的是交變載荷，由于柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生，壓力zui小時(shí)是負(fù)壓，zui高時(shí)是井 下壓力，與上面的螺紋承受的靜壓力基本相等，動(dòng)力端的曲軸每旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，此腔內(nèi)的壓力從負(fù)壓到zui大壓力變換3次。

　　結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)通過以上分析，要想提高泵頭體壽命，則提高螺紋強(qiáng)度是的途徑，下面是3種延長泵頭體壽命的方法。（1）將梯形螺紋改為 鋸齒形螺紋（采用美國標(biāo)準(zhǔn)）和梯形螺紋相比，鋸齒形螺紋牙根承載面積大，強(qiáng)度高，牙根處無應(yīng)力集中，承受單向應(yīng)力效果好，牙根斷裂可避免，壽命可延長。設(shè) 計(jì)尺寸如所示。筆者已利用此設(shè)計(jì)，加工制造了2臺(tái)泵頭，現(xiàn)已裝車實(shí)驗(yàn)。（2）將螺紋聯(lián)接改為如所示的螺栓聯(lián)接此種方法*解決了螺紋的斷裂和磨損問題，待 一段時(shí)間后只需更換螺栓，缺點(diǎn)是壓帽更換太麻煩，增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）將梯形螺紋的螺距加大此種方法：可防止螺紋*圈旋入口的斷裂，因?yàn)槁菥嗉哟?后，牙根厚度增加，避免應(yīng)力集中；可在同等磨損后，螺紋的強(qiáng)度仍然較高。

　　此方法有待理論驗(yàn)證，根據(jù)其它高壓部件的螺紋設(shè)計(jì)類比得出的。螺紋尺寸：Tr15016.經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，若按壽命提高1倍計(jì) 算，每臺(tái)車可節(jié)省材料費(fèi)平均為12萬元，若在勝利油田推廣，3年內(nèi)可節(jié)約200臺(tái)12萬元/臺(tái)=4400萬元。若可在全國推廣效益更大。