高压泥浆泵作为重要的石油钻探设备,设备系统可靠性受到各界广泛关注,然而目前市场上的泥浆泵仍存在寿命短、可靠性差、效率低等问题,严重影响了生产作业。为了提高高压泥浆泵的可靠性和系统使用寿命,本文采用故障树分析法对泥浆泵系统进行可靠性分析,以达到提前预知系统薄弱环节,及早采取相应措施降低故障发生的可能性,进而达到减少高压泥浆泵运行过程中发生故障的目的。论文研究内容主要包含如下4个方面:(1)介绍可靠性工程分析方法,针对目前市场上高压泥浆泵可靠性低、失效率高的问题,以3NB-F1300泥浆泵为例,通过分析泥浆泵结构组成及失效情况,建立系统故障树模型,为后文分析高压泥浆泵可靠性奠定基础。(2)根据故障树模型,运用可靠性分析方法,对系统可靠性进行定性分析和定量分析。通过定性分析得到导致顶事件发生的最小割集;通过定量分析得到各底事件失效率及系统可靠度等相关可靠性指标。分析发现系统可靠度较低,且系统中连杆和活塞皮碗的可靠度最低,平均寿命最短。(3)根据可靠性分析结果,采用ANSYS Workbench有限元分析软件对可靠度较低的活塞皮碗及连杆进行力学分析。模拟泥浆泵在实际工况中的工作载荷及受力情况,分析两种部件在系统工作过程中的受力及变形情况,最终根据分析结果针对活塞皮碗和连杆存在的薄弱环节提出相应改进措施,进而提高系统整机的可靠性。(4)应用蒙特卡洛仿真方法,对3NB—F1300泥浆泵系统进行可靠性仿真。通过仿真结果与理论计算对比,验证了系统可靠性分析的准确性。