7 000 m液压顶驱液压系统设计

根据驱动方式,石油钻机顶部驱动钻井装置分为电动顶驱(电机驱动)和液压顶驱(液压马达驱动),2种顶驱的管子处理系统相同,其中7000m电动顶驱价格在150万美元左右,非常昂贵。为了降低顶驱成本,提高市场竞争力,设计了一套1160kW的7000m液压顶驱,其成本仅为电顶驱的50%左右,具有非常强的市场竞争力。     

基于AMESim的锚杆钻机顶驱双动力装置的液压系统仿真研究

为使液压锚杆钻机顶驱双动力装置的液压系统各动力部件和执行部件的参数得到合理匹配,采用AMESim软件对液压系统进行建模仿真,并得到了合理的设计计算方法和满意的仿真结果,为锚杆钻机的液压系统设计提供了可靠的理论依据.     

高转速顶驱液压系统组成及原理分析

被称为人类"入地望远镜"的科学钻探是人类解决发展过程中一系列能源、资源、环境问题的重要途径。现有顶驱主要是为了满足石油钻井的需求而设计的,顶驱的转速不能满足深部勘探一机多用的要求,需要设计能满足更深地层回转钻进需要的液压顶驱。确定了液压顶驱液压系统的总体方案,阐述了其工作原理,绘制了液压原理图。     

15000m钻井包顶驱系统的背钳装置研究与设计

背钳装置作为顶驱系统的关键部件,其主要作用是通过夹紧钻杆配合主传动系统完成钻杆的上扣和卸扣,从而辅助顶部驱动系统(以下简称“顶驱”)完成钻井任务。本文所述背钳装置是根据钻井的实际工况,在借鉴国内外先进顶驱系统背钳装置的基础上,针对半潜式平台用15000m钻井包顶驱系统对背钳提出的高扭矩、高可靠性和安全性的要求,是专为该系统开发研制出的配套装置。该装置集机械、电气、液压于一体,能够很好的适应15000m的钻井深度,适用于外径尺寸在4.5~10in所有钻杆,结构安全可靠、整体性好、对中精准、通用性强。     

液压旋转支撑转盘液压控制系统设计

机械驱动旋转支撑转盘传动链长、传动装置复杂、部件多、质量过大,在一些特殊的钻井设备上布置困难,而且影响主机的移运性能。针对上述问题设计了液压驱动的旋转支撑转盘,低速大扭矩马达安装在常规转盘的输入轴端,液压系统采用了负载敏感控制及电液比例控制方案,通过在司钻房远程控制,实现了对转速及扭矩的精确控制,有效地解决了转盘应用中存在的问题。     

钻机平台单通道液压调平支腿的控制分析

由于钻机平台单通道液压支腿控制性能对整个调平系统有影响,提出在钻机平台现有控制方法基础上,对各个液压支腿串联设计单通道控制器,以减少系统调平时间;同时,针对钻机平台单通道液压支腿进行控制器的设计,针对存在的负载干扰不确定性、模型非线性等因素,建立单通道液压支腿非线性仿真模型,设计模糊自适应PID控制器并进行仿真研究。通过Simulink仿真分析,得出在设计的模糊自适应控制作用下,单通道液压支腿能快速跟踪输入信号,相比于常规控制方式,提升了调平支腿对全局控制器输入控制信号的跟踪速度,并将控制误差减小一半,有利于提升整体调平系统的调平速度,为钻机平台调平系统的改进提供了参考。     

基于AMESim的履带钻机液压系统特性研究

为解决履带钻机给进和回转两个回路相互干扰的问题,提高整机节能效果和可靠性,建立简化履带钻机LUDV液压系统原理图。以1 000 N·m履带钻机为例,对相关技术参数进行匹配计算,利用AMESim软件搭建物理仿真模型,对LUDV液压系统流量欠饱和和饱和两种工况分别进行仿真,并对该LUDV液压系统动态特性进行研究,得到了LS反馈阀弹簧刚度和系统压差对该液压系统的影响。研究结果为LUDV液压系统在履带钻机中的应用提供了理论依据。     

架柱式钻机全液压自动控制装置的研究

为适应高瓦斯环境坑道施工的需要,现有架柱式液压回转钻机基本采用全液压系统、人工控制技术,严格要求操作人员在钻机进给油缸系统的操作施工中,要时刻注意钻机立柱顶紧装置液压系统的压力表值变化,当其压力低于一定值时,务必人工给顶紧装置液压系统进行充压操作。利用螺纹插装阀等常用液压元件,研究出了一种能实现架柱式钻机顶紧油缸系统充压及其进给油缸系统工作两种状态全液压自动切换控制的装置,彻底解决了必须人工对架柱式钻机顶紧装置充补压的问题,简化了钻机操作的同时,通过顶紧系统充压与进给系统工作两者间的液压互锁,也极大地提升了整个钻机工作时的安全可靠性。     

基于AMESim的锚杆钻机液压冲击器系统建模与仿真

分析了锚杆钻机液压冲击器系统工作原理,采用AMESim软件对液压系统进行建模仿真,分别分析了泵的输入流量、冲击活塞速度和位移、冲击机构频率间的变化关系以及对冲击器性能的影响,为锚杆钻机的冲击器冲击特性研究提供了理论基础。     

AMESim软件在导向钻机液压系统仿真中的应用

AMESim软件是一款出色的用于解决目前实际问题的液压/机械系统建模、仿真和动态性能分析的软件。利用AMESim软件建立导向钻机给进液压系统的仿真模型,进行仿真分析;并应用AMESim软件的批处理方式,以等效阻尼系数和油液弹性模量为例进行参数优化。     

水下单壁桩钻铣切割机设计及验证

针对水下单壁钢桩切割作业需求，设计并制造水下液压钻铣切割机，以立铣刀为切割工具，使用液压缸进给、液压马达驱动铣刀钻铣及回转切割，完成切割作业。对设备的设计依据及设备的组成进行了详细描述，分析钻铣刀、驱动马达、传动系统等参数的选用，并根据设计方案制造样机。通过对水下液压钻铣切割样机的海上及车间测试，验证设备可靠性，得出样机切割效率、铣刀消耗参数等数据。实际测试表明：该设备运行可靠，且该设备加工、使用及维护成本低，适合水下单壁钢桩切割推广使用。     

高速回转液压缸保压性能的动态试验技术

回转液压缸是数控车床的功能部件,它通过拉杆驱动动力卡盘夹紧工件.高速回转液压缸内集成了由两个液控单向阀组成的液压锁,对液压缸保压.常用的试验装置无法在高速旋转的工况下进行液压锁的保压试验.设计提出高速回转液压缸保压性能的动态试验装置,在拉杆上布置应变片测量推拉力,利用非接触式的旋转变压耦合器传输电能和信号.由于供电和信号传输是非接触的、具有无摩擦磨损、干扰小的优点,最高转速达到10 000 r/min.最后利用该装置试验高速回转液压缸的保压性能,试验结果表明,静态时保压性能良好的回转液压缸,旋转时可能保压失败.     

基于AMESim的旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统设计与建模仿真分析

设计了旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统,分析锚杆钻机工作时,液压冲击系统、推进系统、回转机构(转钎)液压回路及钻机防卡钎回路的工作原理,根据抽象设计变量理论,推导出锚杆钻机性能参数冲击能E、冲击频率f和输出功率N与液压冲击器工作流量Q(或工作压力p)及活塞回程加速行程Sj的关系,采用AMESim软件对其进行建模仿真,根据仿真曲线分析了锚杆钻机在冲击钻进时,系统工作压力和推进力对液压冲击器活塞行程、冲击能、冲击频率和冲击器功率的影响。仿真结果验证了液压驱动控制系统设计的合理性和可行性,为锚杆钻机液压驱动系统设计提供了理论基础。     

可回转液压支架试验装置旋转机构设计

为满足大倾角液压支架科学试验的要求,解决大倾角液压支架测试中旋转试验技术的难题,确定了可回转液压支架试验装置的旋转方案,应用三维设计方法详细设计了旋转机构主体结构,解决了双回转驱动、双级平衡和双级抱紧等关键技术,形成了旋转机构的虚拟模型,为可回转液压支架试验装置旋转机构的试制提供了理论依据。     

大惯量液压回转模拟系统与实际系统参数匹配的研究

为便于实验室研究大惯量液压回转系统的控制特性,建立了大惯量液压回转模拟系统与实际系统参数匹配的理论基础,并指出应分别按照泵排量、马达排量、转动惯量三者之间的关系来匹配模拟系统的参数,并以300 t矿用液压挖掘机的回转系统为例,对模拟系统的参数进行了匹配。结果表明:模拟系统与实际系统具有相似的动态特性。     

旋转镦粗台漏盘结构改进

对水压机旋转镦粗台上镦粗漏盘的结构进行了改进。采取内、外环组合结构,达到了提高漏盘使用寿命、降低生产成本的目的。     

可自动消隙的齿轮齿条驱动回转工作台的设计

高精度的回转工作台是数控机床的不可缺少重要部件之一,在有些场合需要用到180°定角度转位的回转工作台。设计了一种利用液压缸驱动、齿轮齿条传动,可自动消除间隙的回转工作台。该工作台主要包括工作台、箱体、抬升驱动机构、回转驱动机构以及消隙机构等。该回转工作台能实现定角度转位,自动消除间隙,并且传递扭矩大、结构简单、传动精度高。     

GF1500全液压车载反循环工程钻机液压系统设计

为了提高全液压车载反循环工程钻机钻进工艺性能,设计了GF1500全液压车载反循环工程钻机液压系统。该液压系统实现了动力头钻杆回转速度及泥浆泵工作速度无级调速、动力头进给速度和进给压力实时调控,泥浆泵送液压控制系统输出转速和转矩根据需要调节,满足各种钻进工况要求。现场工业性试验结果表明:该液压系统设计合理、高效节能、控制简便,且具有良好的机动性。