ZJ70DB型钻机井架起升过程有限元仿真分析

针对ZJ70DB型钻机井架起升过程,在结构分析的基础上,应用ANSYS有限元软件建立了钻机起升过程中12个位置的有限元分析模型.计算得到井架在起升过程中井架起升力及钻机底座、井架、人字架的最大应力和应变.有限元计算结果分析表明,ZJ70DB型钻机在井架起升过程中井架上起升大绳安装处应力较大,需进行重新加固,其他结构是安全可靠的.     

人字架一次起升井架底座的应用

目前,用于石油钻机的井架主要有塔形井架、前开口自升式井架及伸缩式井架等.底座主要有箱叠式、大块式、二次旋升式、一次整体起升（弹弓）式底座等.井架与底座的组合则有多种,较常见的有旋升式井架底座、扒杆一次起升井架底座等.根据现场使用情况,文章介绍一种新的井架底座,即人字架一次起升井架底座,以便同行参考使用.     

丛式井钻机底座的研制

介绍了一种新型钻机底座的设计构想和结构特点.该底座可使井架按常规起升方式及与底座起升成90°的特殊起升方式安装；井架使用钻机主绞车起升,底座使用液压绞车起升；底座适应安装液压平移装置实现钻机整体步进式纵向移动,满足钻机进行纵向丛式钻井.     

超深井钻机K型井架底座4种起升原理和特点

为了提高超深井钻机的性能和安装、拆卸效率,钻机生产商设计了以K型井架为主要结构形式的钻机,井架、底座的起升方式是其研究重点之一。介绍了K型井架底座的4种起升方式,及其钻机的结构特点、井架底座的起升原理,分析了各种起升方式适用的钻机井深级别。为超深井钻机的发展提出了建议。     

AJ—38型井架和底座

AJ—38型井架和底座,是陕西省宝鸡石油机械厂新近设计和试制的石油钻井设备,用于淘汰和代替我国油田目前尚在使用的苏式40型井架和底座。 AJ—38型井架和底座选用了我国钢材品种。井架结构为A型,可平地组装,采用起升人字架整体起升。底座为拱形大块焊接结构,下部为两船形拖     

利用ANSYS进行人字架的实用分析研究

井架是油田钻井重要的设备,其结构力学性能有着重要的研究价值。人字架是多数钻机结构中常用的一种结构形式,是钻机极其重要的一部分,上支撑井架重量,并实现与钻台的连接,是一个受载较大的构件。为了保证新设计井架的强度和安全性,采用ANSYS对人字架进行有限元分析,为设计井架时保证人字架的可靠有效设计提供参考依据,提高设计效率和质量。     

ZJ90/6750DB型钻机井架及底座强度分析

结合ZJ90/6750DB型钻机工程实例,建立力学模型并计算出起升工况下快绳和起升大绳拉力,以及主要杆件最大受力,对井架和底座主要杆件进行初步校核。使用SCAS软件对井架和底座进行在位和起升的详细结构校核。计算结果为钻机的设计制造及可靠性分析提供理论依据。     

中深井陆地钻机井架底座结构和发展方向

介绍了目前4000～7000m陆地钻机常用的井架底座结构形式，指出中深井钻机井架底座的发展方向是液压缸起升、模块化设计、井架和顶驱一体化设计，与先进的钻机移运技术相结合，减轻质量、提高移运性、减少安装工作量和安装时间。并对发展我国新型液压旋升式井架底座提出了建议。     

新型ZJ40/2250DZ直流电动模块化钻机

鉴于我国生产的4000m电驱动钻机在国内外钻井起升底座过程中,曾发现立柱间、井架大腿与钻台相互干涉碰撞,钻井作业中井架底座设备发生振动等不良现象,研制了新型ZJ40/2250DZ直流电动模块化钻机。该模块化钻机由主机区、泵组区、动力区、钻井液净化区和油罐区等5区,八大系统30个安装模块组成。它可短途整拖和远距离分体运移。分体运移需用30个车次,运输最大尺寸12×3×3m,最大质量40t。该钻机已达到国际同类钻机先进水平。     

5000m新型液压旋升式井架底座的研制

目前常用的5000 m钻机井架底座的结构形式复杂、运输模块多、安装时间长。研制了新型液压旋升式井架底座。该井架底座承载能力大、质量轻,采用液压缸起升和下放,同时实现了远程控制;与顶驱一体化设计,移运速度快,可带1800 kN钻具整体平移。     

液压起升钻机同步系统的设计

液压起升同步系统是为ZJ40DBST新型4000m液压起升式快速移运钻机配套设计的.钻机底座使用4只液压缸垂直起升,钻机井架使用2只液压缸旋转起升.选用同步马达、PLC、位移传感器等,组合设计成同步控制系统,保证了在起放工况下液压油缸的同步性和钻机安全可靠性,缩短了钻机搬迁和安装时间.     

5 000 m新型液压旋升式井架底座的研制

目前常用的5 000 m钻机井架底座的结构形式复杂、运输模块多、安装时间长.研制了新型液压旋升式井架底座.该井架底座承载能力大、质量轻,采用液压缸起升和下放,同时实现了远程控制;与顶驱一体化设计,移运速度快,可带1 800 kN钻具整体平移.     

石油钻机底座的发展

作者以钻井工艺发展为背景,系统地研究了石油钻机底座的发展历史,重点探讨了高钻台自升式钻机底座的产生与发展过程,由此提出发展我国钻机底座的建议:选择合适的钻台高度参数,以满足先进钻井工艺要求;选择合理的底座结构形式,以降低钻机搬迁安装的成本;加强引进底座的研究,改造老钻机底座;研究并推广运用底座设计的新方法。     

一种新型钻机的井架及底座设计研究

自行设计出了一种拆装便捷、移运高效的钻机,介绍了该钻机的井架、底座模型的设计与计算情况。通过计算,井架和底座在工作、起升状态下,构件综合强度足够,满足工况要求,证实了模型方案设计的可行性。此种井架、底座适应井深3000~7000m的电驱动钻机。     

四单根立柱超深井钻机井架液压辅助起升机理

ZJ90/6750DB-S四单根立柱超深井钻机的井架是国内最高的K型井架,超高重载特性使得其起升难度非常大;同时钻机的自动化升级改造,配套多套自动化装备,进一步增加了井架的重力、起升重力矩和难度。为更好地解决四单根立柱钻机井架起升难题,利用有限元方法开展了井架起升载荷及井架起升强度计算分析,在不改变井架主体结构尺寸的前提下,提出了通过增大初始起升角度来降低井架最大起升载荷的方案,并成功研制了液压高支架以辅助井架起升。现场应用情况表明:液压高支架辅助井架起升安全可靠,解决了升级后四单根立柱钻机重载超高井架的安全起升难题。研究结果为超高重载井架的起升作业提供了重要的理论和实践支撑。     

ZJ40／2250DB型双升式钻机井架及底座结构静力分析

根据钻机井架及底座的实际结构特点，建立了它的三维有限元模型，按2种工况对钻机及底座的有限元模型加载，应用专业有限元分析软件ANSYS9．0进行分析计算，给出了计算结果，结果分析表明ZJ40／2250DB型双升式钻机井架及底座满足强度、刚度要求。     

DZ315整体起升底座

DZ315整体起升底座是用绞车动力整体起升的平行四边形底座。这种底座结构简单,制造容易,费用低,整体刚性好,运输安装方便,起放安全可靠,单位井深的底座重量小,设计负荷符合GB1806—86和API Spec 4F的规定。底座底面至转盘梁底面净高6.15m,钻台高7.5m,用于电驱动中深井钻机经济效益较好,为设计高底座提供了经验。     

超深井钻机井架底座特点分析

井架、底座作为石油钻机的主要部件,其结构方案的优劣很大程度上影响和决定着钻机方案的优劣,在超深井钻机设计中,井架、底座技术更是钻机的关键技术之一.通过对9000m及以上超深井钻机井架、底座的特点及典型结构进行分析,提出了超深井钻机井架、底座技术方案和设计要点.     

高强度材料在超深井钻机井架底座中的应用

超深井钻机井架底座在结构形式、构件布局、主体材料的选取等方面均有较高要求,常规的井架、底座主体材料难以满足超深井钻机特定的载荷和工况要求。通过对超深井钻机井架底座的结构分析、高强度材料的性能分析与对比以及井架底座有限元强度分析,最终选择具有高强度、高冲击韧性和良好焊接性的低合金高强度结构钢Q420E作为超深井钻机井架底座主体材料,并总结出高强度材料对超深井钻机井架底座结构性能的影响以及高强度材料的应用原则。     

车装钻机主要部件的维护保养技术研究

结合生产管理实际,对车装钻机主要部件的维护保养技术进行了研究。主要包括：钻台及底座的维护保养、天车的维护保养、井架的定期检测与评定及转盘的使用注意事项。加强车装钻机主要部件的维护保养,对提高钻机效益和延长其使用寿命具有重要意义。