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.     

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。     

折叠人字架式井架研制与应用

传统钻机的井架底座在起升后井架和人字架均在钻台面以上,占用了钻台空间,并且底座起升过程之中存在重心偏斜现象,影响起升平衡。折叠人字架式井架的优点是在井架起升后,将人字架折叠至台面以下,增大了钻台上的实际使用面积,采用分体结构起升,平稳无偏斜。通过井架起升力及钩载计算以及三维建模分析,对井架底座在各个工况下进行强度分析,以满足新型钻井市场对钻机结构型式和功能等方面的特殊使用要求。     

滩海勘探螺旋钻机井架的有限元分析

利用ANSYS软件对自行研制的滩海勘探钻机的井架进行了有限元分析，得到了井架在起升和几种工作状况下各杆件的应力分布。分析了最大应力值及其所在的位置，校核了井架的可靠性，最后对井架进行了稳定性分析，求得了井架结构的失稳载荷。计算结果可以评价井架设计方案的合理性，特别是井架起升和工作状况的可靠性。     

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.     

井架起升过程的有限元仿真分析

利用ANSYS软件对井架的起升过程进行仿真分析,得到了不同起升角度时的快绳拉力,分析了井架起升过程各杆件的受力分布。所得到的计算结果可以评价井架起升方案的合理性,为满足井架起升工况的可靠性设计提供理论依据。     

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。     

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.     

基于SAFI的液压缸起升式井架起升过程分析

通过对液压缸起升式井架起升过程的分析计算,阐明了起升力变化趋势,便于液压缸参数的选择以及井架的受力分析。利用有限元计算分析软件(SAFI)对井架起升工况进行了模拟计算,校核了起升工况下的井架强度,标明了起升工况下井架的薄弱点。与钢丝绳井架起升方式进行对比,指出了两者起升受力形式的不同之处,为液压缸式起升钻机的设计提供理论参考。     

ZJ20DBX型斜井钻机液压系统设计

液压系统是ZJ20DBX型斜井钻机的重要组成部分,采用开式回路,主要实现对机械手、钻具加压、液压小绞车、液压大钳总成、卡瓦支承盘扶正器、死绳绞盘器、液压吊卡、井架起升、底座辅助起升、井架伸缩、液压猫头缸、排管架调平等的驱动与控制,提高了钻机的自动化水平。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于StruCAD* 3D的直立套装自升井架计算分析

利用StruCAD3D结构计算软件,对某油田JJ225/43-K直立套装自升式井架进行模拟工况计算分析,在不同组合工况下,对井架主要受力部位单元UC值和井架底座4个铰接点支反力进行列表,校核井架单元综合强度和销轴强度,井架单元UC值可以直接获取,不需要根据美国钢结构规范公式手工校核验证单元综合强度,减小了误差,提高了工作效率,为井架优化设计和销轴强度设计提供了理论依据。     

基于StmCAD＊3D的直立套装自升井架计算分析

利用StruCAD*3D结构计算软件，对某油田JJ225／43-K直立套装自升式井架进行模拟工况计算分析，在不同组合工况下，对井架主要受力部位单元UC值和井架底座4个铰接点支反力进行列表，校核井架单元综合强度和销轴强度，井架单元UC值可以直接获取，不需要根据美国钢结构规范公式手工校核验证单元综合强度，减小了误差，提高了工作效率，为井架优化设计和销轴强度设计提供了理论依据。     

四单根立柱超深井钻机井架起升

ZJ90/6750DB-S型四单根立柱超深井钻机井架高度高、起升重力矩大,起升难度大。采用理论公式法和有限元法分别计算井架起升载荷,相互验证2种方法的计算结果,确保计算的可靠性。对风载耦合下井架的起升强度进行有限元分析,确保井架起升强度满足设计规范要求。现场应用中,实际测得的井架起升过程中最大大钩载荷以及井架最大应力与计算结果相近,井架实现安全起升,验证了计算的准确性。解决了超高、重载井架的安全起升问题。     

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。     

大庆-130型钻机替代机型的研制

为满足2 000～2 800 m井深范围油气勘探开发的需要,研制了大庆-130型钻机的理想替代机型BE380L钻机。该钻机为机械统一驱动,采用液力传动、链条并车方案。井架为K型机械伸缩,采用低位安装、油缸起升方式;底座为旋升式结构,携井架油缸共升。预留丛式井移运装置和网电驱动接口。该钻机于2010年10—12月完成总装调试与型式试验,性能参数完全满足设计要求。在江汉油田钻了1口1 720 m的定向井,整机总体性能良好。但对试验中暴露出来的问题要进行整改,并对井架、底座进行优化设计。     

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.