泥浆泵又称钻井泵,是钻井工程领域中极其重要的设备之一,一直有着石油钻机“心脏”的别称,在石油、天然气等的开采过程中有着无可取代的地位。本课题针对我国现有泥浆泵存在的功率小、泵压低、排量小、体积大、质量大等问题,研究3000HP型卧式三缸泥浆泵,该泵是目前世界上功率最大的三缸泥浆泵,其能够满足现代油气开采对功率、排量的需求。本课题以该型号卧式三缸泥浆泵液力端的设计为目的,以现有泥浆泵的工作原理为理论基础,对其液力端的结构及其重要零部件进行设计研究及仿真分析。针对现有泥浆泵泵阀阀座受冲击力大及密封圈在高压流体冲击下容易损坏的现象,创新设计了一种新型的阀座结构。本课题主要做了以下几个方面的研究:(1)查询阅读国内外相关文献,了解了国内外泥浆泵及其液力端的发展现状及技术,分析了现有泥浆泵在功率、泵压、流量等方面的不足,阐述了泥浆泵的发展趋势及其使用的情况。(2)在对三缸泥浆泵理论研究的基础上,对该型号泥浆泵的基本性能参数进行分析研究,确定最大泵压定为49.6MPa、最大排量定为67.9L/s等。对泥浆泵液力端的结构型式进行了分析研究,创新设计了一种新型阀座结构,将阀体上的密封圈创新设计到阀座上,使其从运动件变成固定件,从而减小了阀体的质量,进而减小了阀体对阀座的冲击力,也减小了密封圈在高压流体的冲击下易损坏的问题,从而提高泥浆泵泵阀使用寿命。(3)在理论校核的基础上,使用三维建模软件SolidWorks对液力端主要零部件进行了建模。然后,利用有限元分析软件ANSYS对三维模型进行了刚度、强度分析,得到了模型的应力云图及应变云图,找出了各零部件的危险截面处最大应力及最大变形量。与其材料的基本性能参数做比较验证了它们的强度、刚度都满足设计的要求。(4)利用Fluent流体分析软件对3000HP型泥浆泵液力端的阀隙流场进行了流体分析,从介质流体的速度云图及矢量图中可看出阀隙流场中速度最大的地方在靠近泵阀拐角处,其值可达到23.9m/s,其该位置处阀盘受到的冲击力也最强,得出了阀隙流场流体流速越大,阀盘受力越大的结论。