油井用柱形泵构架型装置构造变革

　失效分析（1）断裂过程分析断裂开始时发生在泵头体2与堵头4旋合第1圈的旋入口，断裂慢慢向内推进，大约断裂2圈时，由于是超高压设备，就必须 停产更换泵头体，从开始断裂到泵头体报废持续的时间很短，这段时间大约为150h左右。经查阅有关资料，螺纹的第1圈受力zui大，旋入口是应力集中的地方， 此种类型的断裂一般由变载荷引起，这和下面的受力分析相吻合，可以说断裂过程与理论*相符。

　　（2）受力分析泵头体上方的螺纹（-A）与右方的螺纹（-B）*相同，都是梯形螺纹且螺距相同，但上方的螺纹不损坏，通过受力分析可 得结论。上面的螺纹承受的压力只与井下压力相同，可看作是静载荷。右面的螺纹承受的是交变载荷，由于柱塞的往复运动而产生，压力zui小时是负压，zui高时是井 下压力，与上面的螺纹承受的静压力基本相等，动力端的曲轴每旋转1转，此腔内的压力从负压到zui大压力变换3次。

　　结构改进设计通过以上分析，要想提高泵头体寿命，则提高螺纹强度是的途径，下面是3种延长泵头体寿命的方法。（1）将梯形螺纹改为 锯齿形螺纹（采用美国标准）和梯形螺纹相比，锯齿形螺纹牙根承载面积大，强度高，牙根处无应力集中，承受单向应力效果好，牙根断裂可避免，寿命可延长。设 计尺寸如所示。笔者已利用此设计，加工制造了2台泵头，现已装车实验。（2）将螺纹联接改为如所示的螺栓联接此种方法*解决了螺纹的断裂和磨损问题，待 一段时间后只需更换螺栓，缺点是压帽更换太麻烦，增加工人的劳动强度。（3）将梯形螺纹的螺距加大此种方法：可防止螺纹*圈旋入口的断裂，因为螺距加大 后，牙根厚度增加，避免应力集中；可在同等磨损后，螺纹的强度仍然较高。

　　此方法有待理论验证，根据其它高压部件的螺纹设计类比得出的。螺纹尺寸：Tr15016.经济效益分析结构改进后，若按寿命提高1倍计 算，每台车可节省材料费平均为12万元，若在胜利油田推广，3年内可节约200台12万元/台=4400万元。若可在全国推广效益更大。