基于Pro/E的海洋修井机井架静态设计

文章以国产HYX90型海洋修井机井架为例。采用美国PTC公司开发的机械设计及自动化软件Pro／E完成了海洋修井机井架的设计。重点阐述了用Pro／E软件进行井架静态设计的方法和步骤．找到了该修井机井架应力最大值和位移最大部位，对该修井机井架结构提出了改进意见。该设计理论及方法为石油钻采装备及工具的改造和新产品研制提供了一种新的方法。     

HYX90�����޾���������ѧ����

由于修井机井架在海洋和陆地工作环境的不同决定了海洋修井机井架与陆地修井机井架失效形式的不同，文章以国产HYX90海洋修井机为例，采用国际上先进的机械设计及自动化软件Pro/E完成了海洋修井机井架在各种危险工况下的应力场分布研究，找到了该修井机井架应力的分布规律，对该修井机井架结构提出了改进意见。该设计理论及方法为石油钻采装备及工具的改造和研制新产品提供了一种新的方法。     

海洋修井机井架稳定性计算软件开发

为了能快速准确地对海洋修井机井架稳定性做出评价,开发了海洋修井机井架稳定性计算软件。该软件将多种稳定性计算理论和稳定性评估方法引入海洋修井机井架的结构设计领域,可根据现场实测数据对井架进行稳定性分析,还可结合ANSYS命令流对井架进行稳定性分析,并将ANSYS分析结果在软件界面实时显示,使不熟悉软件的现场人员也可以方便地对井架进行稳定性和强度校核。该软件也可用于石油钻机井架的稳定性分析,对相关钢结构稳定性评估有一定指导意义。     

基于遗传算法的无绷绳修井机钢丝绳与井架夹角优化设计

定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角,对无绷绳修井机井架的应力和变形影响很大,为了降低井架的应力和变形,用遗传算法优化了无绷绳修井机定绳与井架的夹角、快绳与井架的夹角.基于ANSYS分析了优化前后两种方案无绷绳修井机井架的应力和变形,分析结果表明,优化后的方案井架的应力和井架上天车位移减小了,优化设计方案明显改善了无绷绳修井机的结构参数.     

K型套装井架结构建造精度与配合公差分析

海洋修井机井架结构通常为两节套装结构,在使用维护过程中需要进行起升及伸缩操作,建造精度要求高于其它结构。但井架结构缺少针对性强的产品精度标准,细节性结构规范描述不足。针对现役海洋修井机井架存在的不足进行研究分析,总结了海洋修井机井架总成建造精度实际需求,提出了海洋修井机井架总成建造精度标准,以规范井架总成建造精度标准,提高产品质量。     

修井机井架计算机辅助设计

开发的修井机井架计算机辅助设计软件可在全屏幕环境下，根据汉字提示输入修井机井架的有关参数，软件将输入的参数自动生成数据文件，并在AuTo-CAD环境下，自动形成修井机井架的图形，然后通过接口文件将图形传到有限元环境下，在有限元环境下进行修改及输入有关参数，缆索元和刚性单元的使用，可建立力学模型进行分析计算。可根据有限元后处理模块对计算结果的图形和数值显示，对计算结果进行校核，并按校核结果对修井机井架作进一步修改。     

浅海平台修井机井架设计

鉴于浅海修井作业工况与陆地修井作业工况存在较大差别，在设计浅海修井机井架时需考虑其特殊性。在对浅海平台修井机井架的工况特点和使用要求进行分析的基础上，采用了具有一定大门高度的三段式塔形井架结构，并用船舶甲板油漆涂料进行防腐。论述了此类井架的静强度计算方法和稳定性计算方法，以及电算试验方法。对计算结果和试验结果进行了对比，结果相吻合。     

HXJ110海洋钻修机井架设计及强度分析

根据海洋采修一体化平台对修井机的技术要求,以及海洋特殊环境状态,设计开发了HXJ110海洋钻修机。利用ANSYS软件对该钻修机井架的作业状态、预期状态、突发状态和安装状态分别进行了有限元分析。分析结果表明,最大应力位于井架背扇底横梁一单元,最大应力值为184.3 MPa,该单元材料为Q345,屈服极限345 MPa,安全系数1.87,大于API标准的安全系数1.86;起升状态时,最大应力发生在井架下体侧斜梁一单元,最大应力值为180.7 MPa,该单元材料为Q345,安全系数1.91,大于API标准的安全系数1.67。该项分析结果可为其他海洋平台钻修机的设计开发提供参考。     

海洋小平台修井机井架设计

在分析各种在用橇装钻机及海洋修井机井架的基础上,运用模块化技术、套装伸缩技术、旋升技术,设计了一种占用面积小,既适合单根作业,又适合双根作业,尤其适合小平台修井用新型海洋井架.     

海洋石油平台修井机井架二层台逃生系统设计及应用

针对海洋石油平台修井机未安装井架二层台逃生装置现状,对各类逃生技术及逃生装备进行深入研究及分析.结合海洋石油平台修井机的实际特征及标准要求,设计了海洋石油平台修井机井架二层台逃生系统,包括逃生路线设计、二层台逃生门设计、缓降器固定横梁设计、缓降器设计等.对设计的缓降器固定横梁进行强度校核,按照设计方案加工缓降器工程样品...     

修井机设计计算系统

介绍了修井机计算机设计计算系统软件包的结构、主要功能、特征。应用这种软件包可进行修井机总体参数计算、格里森齿轮箱设计、轴设计计算、修井机稳定性计算、绞车计算、重心及桥荷分布计算以及滚筒刹车计算等。用这种软件包对XJ150、XJ450和XJ550修井机进行测算，其结果与人工手算结果基本相符，并查出手算的若干错误。     

节能型XXJ300/500液压蓄能修井机

针对现有常规修井机存在的能量浪费现象,研制成节能型ＸＸＪ３００／５００液压蓄能修井机。在起升力和速度与常规修井机相等的条件下,节能型修井机装机功率不到常规修井机的三分之一,可回收利用油管柱下放释放出来的部分位能,实现不开机下放油管柱作业。如果配用液压油管钳,不必另设动力源和液压系统,直接接到节能机的液压系统即可工作。由于直接用组合油缸起下油管,不用绞车和井架,油缸运动件的行程是固定的,不会发生碰天车之类的恶性事故。现场试验表明,这种修井机节能效果非常显著,大大降低了修井作业成本,应用前景广阔。     

沙漠石油修井机

阐明了严酷的沙漠环境和作业条件对修井机设计提出的苛刻要求；分析了国外沙漠修井机的整机结构型式和环境防范措施；介绍了国产沙漠修井机采用自走式结构、降低移运高度和移运重量并满足４５００ｍ左右深井试油及大修要求的设计方案；列举了这种修井机的主要技术参数和性能特点；提出了今后发展沙漠修井机的意见。     

XJ40型橇装式电驱动修井机

针对目前油田为各型修井机提供动力的柴油机的工作效率仅为50%,不仅作业成本高,而且还存在噪声污染和排放废气等问题,研制了XJ40型橇装式电驱动修井机。该电驱动修井机采用模块化设计,整机分为调速电动机及控制模块、传动系统模块、绞车及盘式刹车模块、液压控制模块及橇装底盘等5大模块,具有结构简单、占地面积小、操作方便和环保节能等优点。现场试验结果表明,采用该修井机进行一般的修井作业,工作效率比传统的通井机、修井机高10%左右,动力费用约为传统修井作业设备的52.3%,无废气排放,噪声低,满足了现代化施工的环保要求。     

ZXJ30CZ/K型钻机的开发研制

为适应丛林、山地、丘陵等特殊地况条件下的油气开发，在总结小吨位车装修井机和大吨位撬装钻机优点的基础上，研制了直立无绷绳3000m车装钻机。该钻机结构简单、性能稳定，能够完成复杂地质条件下的钻井作业，是一种很有发展潜力的钻机。     

JC30DB-Ⅱ型海洋修井绞车设计与分析

为了使海洋修井绞车的结构紧凑且可靠,实现绞车模块化和轻量化目标,在常规的JC30DB两挡绞车的基础上,利用ANSYS软件分析计算绞车的关键部件,优化绞车的总体结构布局,设计了JC30DB-Ⅱ型两挡海洋修井机绞车,满足了HXJ180DB型海洋修井机的要求。为今后的海洋修井机绞车的设计提供了一种新的设计思路。     

网电储能修井机开发与应用

为解决目前油田网电修井机存在的问题,提出了一种车载式网电储能修井机。采用车载式底盘和电容储能技术,相比较于目前撬式网电修井机,在降低运输费用的同时能够节能减耗。现场试验和分析表明:车载网电储能修井机能够提高作业工作效率,在电网停电时有足够的电能完成封井作业,消除安全隐患。     

修井机起升系统动力学仿真的初步研究

针对国产修井机设计中采用传统静态设计方法和对修井机动态特性分析较少等问题，以国产XJ350修井机为研究对象，采用ADAMS机械系统动力学自动分析软件，建立了修井机起升系统在起升和下钻过程中的动力学仿真模型。按照ADAMS仿真算法，对不同井深下以不同挡速起升和下钻时修井机起升系统的承载状况作了分析，得到起升系统中传动轴、大锥齿轮轴、滚筒轴。水刹车轴、钢丝绳和吊环等构件的载荷曲线和动载系数。研究分析表明，仿真试验结果与以往有关试验结果相比，具有相同的变化规律，说明仿真分析结果是可靠的。但对此项研究尚须进一步加深。     

自动化智能液压修井机结构设计

针对目前传统修井机小修作业存在的作业周期长、作业自动化程度低、人工劳动强度大、作业安全性差等问题,设计了一款新型自动化智能液压修井机,通过“‘PLC 程控/ 人控’多单元协调自动耦合控制+ 人机离线操控 ”的控制方式使修井机的各个关键系统相互协同作业,实现油田小型修井作业过程的自动化、无人化操作。该修井机改变了传统修井作业过程中管柱地面卧排的放置方式,采用管柱井口立放、双立根同时起下的工作模式,同时可以兼容单根起下、地面卧排的传统作业工艺, 与传统作业相比缩短了近20%~30% 的修井周期;采用全液压驱动方式,增加液压蓄能系统,通过变载荷变驱动方式的配置达到节能的目的,方便远程控制,同时提高了修井作业的安全性。