基于ADAMS的壓裂車三缸泵振動分析*

馬曉偉，劉 健，孫延迪，劉忠硯，肖柳勝

(中國石油大學(華東)機電工程學院，山東青島266580)

0 引言

近幾年來隨著油田增產措施的推進，壓裂采油工藝需要的壓力等級越來越高［1-2］，壓裂車也朝著大功率、大型化快速發展，而隨之產生的振動問題也日益突出。一些新研制的大型壓裂車，作業工況下某些檔位出現了較大振動，已經嚴重影響到整車的使用性能、安全及壽命。從已有的分析可以明確，三缸泵的振動激勵是引起壓裂車作業工況振動的主要原因，而如何減小三缸泵的振動激勵向車架的傳遞也成為目前制約壓裂車壓力等級提高的技術瓶頸。因此，明確三缸泵對車架的實際激勵大小及形式，進而采取合理的隔振措施，對于壓裂車的大功率、大型化發展具有重要的意義。

三缸泵結構復雜、激勵源多，目前國內對其振動進行全面分析研究的較少，僅有少量文獻針對其局部振動的研究，例如文獻［3-4］仿真分析了三缸泵的曲軸和滑塊部分的受力情況，模型簡單，忽略因素較多。

本研究綜合考慮三缸泵的慣性力和液力端壓力波動等多激勵源工況，其能夠真實地反映壓裂車作業時三缸泵對車架的振動激勵。

1 振動激勵源分析

三缸泵可以看成是由3 個單缸泵按相位角相差120°排列而成［5］。因此分析三缸泵的一個缸的曲柄滑塊機構慣性力激勵及液力端壓力波動激勵，將其按相位角相差120°進行疊加即可得到三缸泵的相應的振動激勵。

1.1 曲柄滑塊機構的慣性力

三缸泵的單個缸的原理圖如圖1所示。……