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。     

转盘钻机液压顶驱主液压动力系统性能研究

顶驱已经成为国际钻井作业的必配装备。以为现有转盘钻机研发顶驱为目标,针对转盘钻机液压顶驱主液压系统,展开性能仿真研究。基于液压系统分析软件,建立顶驱主液压系统的模型,完成液压系统的性能仿真分析。研究结果表明:新型液压顶驱的负载能力、转速以及响应速度均能满足钻井作业实际需求。研究成果为现有转盘钻机的改造提供了重要的理论支撑,对完成钻机改造具有工程实际应用价值。     

钻杆接头

<正> 一、钻杆接头的作用钻杆本身配带的接头统称钻杆接头。钻杆接头是成对使用,即一根钻杆两端分别配上一个公接头,一个母接头。其主要作用是连接钻杆,保护钻杆管体不被磨损及在钻井作业中便于装卸。一根钻杆在钻井中,一般是公接头在下端,母接头在上端。二、钻杆接头的种类钻杆接头可分为有细扣钻杆连接的接头(见冶标528—65石油钻探管和沪QJB370—66标准工具接头)和无细扣对焊钻杆连接的接头(见冶标691—70)两种,有细扣钻杆连接接头的一端为细母     

钻杆接头螺纹卸扣扭矩影响因素研究

研究钻杆接头上扣/卸扣扭矩的计算方法;根据计算公式,总结影响钻杆接头螺纹卸扣扭矩的因素;提出提高卸扣扭矩的建议。分析认为:卸扣扭矩与上扣扭矩的比值R与螺纹导程有直接关系,同样尺寸结构设计的多线螺纹比单线螺纹的卸扣扭矩小;可通过减小螺纹导程、增加辅助扭矩结构、提高螺纹脂摩擦因数和优化锥度等手段,提高钻杆接头螺纹卸扣扭矩;建议特殊接头螺纹的导程扭矩占比不高于0.16,R≥0.68。     

某井N80钢级套管脱扣和粘扣原因分析

对某井Φ139.7mm×7.72mm N80钢级长圆螺纹套管脱扣和粘扣事故进行了详细的调查研究。分析认为套管发生脱扣的原因主要是由于下套管上扣时螺纹接头发生严重粘扣,使其连接强度大幅度降低所致。该井井口中心与管柱轴线偏离较多,且采用钻杆液压钳下套管,在上扣过程中套管接箍严重夹持变形,外螺纹接头与严重夹持变形的接箍上扣配合之后导致套管严重粘扣损坏。套管严重粘扣还与套管本身抗粘扣性能差有一定关系。     

钻杆修复工艺和技术研究

钻杆修复可以使旧钻杆得到充分利用,减少因钻杆质量导致的钻井事故。在研究钻杆修复工艺的基础上对钻杆矫直、钻杆清洗、无损检测、耐磨带焊接和钻杆修扣等关键技术进行了分析,并根据具体生产技术要求设计了钻杆修复生产线,该生产线生产率可达50~70根/小时。     

盖销扣注射模设计

根据汽车座椅系列-盖销扣塑料模具的结构特点和生产要求,提出了较为详细的塑料模具工艺方案：塑件的特征工艺分析、结构设计、工作原理,并对具有销扣特点的塑件大角度斜顶机构注射模结构中的关键技术进行了分析,并且完成了塑料模具工艺部件的设计和应用。确定了销扣塑件斜顶机构抽芯模具的冷却机构、浇注系统、斜顶抽芯机构和顶出系统的结构,重点研究了大角度斜顶机构和点浇口形式等较为复杂的开合模过程,实现了模具结构的整体设计。结果表明,模具整体结构紧凑、工作稳定,成型件缺陷少,符合生产过程中的要求。同时也为加工企业缩短模具生产周期,降低生产成本提供了参考。     

轨道式铁钻工旋扣钳动态特性分析

旋扣钳是轨道式铁钻工的重要组成部分,其受力和运动特性对整机性能有重要影响。提出一种新型轨道式铁钻工旋扣钳,建立旋扣钳力学模型,利用ADAMS软件对其进行力学特性分析。随后,利用机构的结构分析与综合方法对旋扣钳关键铰点进行运动学分析。研究结果表明：旋扣钳在旋扣过程中的接触力与驱动力均在允许范围内,证明旋扣钳结构设计的合理性;建立旋扣钳关键铰点的位移方程、速度方程以及加速度方程,继而得到偏转角α₂的活动范围为5°～76°、α₃的活动范围为14°～85°以及α₄的活动范围为0°～65°。     

新型铁钻工旋扣钳夹持力的研究

针对旋扣钳对不同钻具进行拧卸时夹持角的差异性,对钻具半径和夹持角的关系进行了研究分析。得到夹持角后便可以确定旋扣钳在工作状态下的受力关系。通过分析旋扣钳的受力,推导得出油缸推力、夹持力等重要结果。利用所得公式和最大油缸推力对不同直径的钻具进行了实例计算。最后通过ADAMS软件对旋扣钳进行仿真,再次校验了研究的正确性。     

大变形结构强度试验滑轮组加载系统扣重技术研究

为保证大变形结构试验扣重的准确性,提出一种大变形结构强度试验扣重方法,设计一种滑轮组加载系统扣重装置,以实现试验状态及非试验期间结构重力的精准扣除。滑轮组由动滑轮和定滑轮组成,保证结构大变形下扣重装置始终保持水平状态,确保扣重载荷的力线方向;利用力控作动筒可有效克服滑轮组摩擦力的影响,确保大变形下扣重载荷施加的精准性。以某型飞机扰流板静强度试验为研究对象,采用所提的试验扣重方法完成试验。试验结果满足要求,验证了该扣重方法的可行性、有效性。     

内置于车床主轴孔内的活塞打中心孔装置设计

针对发动机活塞车止口打中心孔工序，文章介绍了一种内置于车床主轴孔内的打中心孔装置。该装置由卡盘、滚动导向单元、进给油缸、钻杆和中心钻等组成，其中钻杆的滚动导向单元安装在中空卡盘的内孔中，进给油缸安装在车床床身端面的托架上，油缸活塞杆通过圆柱销与钻杆连接在一起，推动钻杆进给和后退。由于钻杆自身不旋转，而工件被夹持在液压卡盘上随主轴一起旋转，中心孔钻相对工件产生相对旋转运动，从而实现钻削功能。     

THEORETICAL ESTIMATION OF FATIGUE LIFE OF DRILL ROD

<正> 目前确定钎杆寿命,都是通过现场考核,尚缺乏用理论预测。不同凿岩机、不同钎杆和不同岩石,对钎杆的寿命有重要影响,理论分析十分必要。凿岩实践表明,钎杆的主要失效形式是疲劳破坏。对于变幅载荷,采用谱的分析方法是一种较好的途径。     

转炉吹氩孔在线加工技术

为了增设转炉底吹氩搅拌装置,实现旧式转炉的顶底复吹冶炼效果,设计制作了一种深孔加工设备,并利用该设备在转炉“非传动侧耳轴”上在线钻削出3对轴向和径向吹氩深孔,从而完成了氧气顶底复吹转炉技术改造。     

新型叶片式井下动力钻具结构设计

井下动力钻具是一种能把钻井液的能量转化为钻井破岩动力的钻具,它具有能量利用率高、钻进成本低等优点。在西方发达国家,井下动力钻具已被确定为定向井、丛式井、大斜度井、水平井和抢险救援井的最佳钻井工具之一。目前,井下动力钻具主要朝着低速大扭矩的方向发展。而现行的井下动力钻具中,涡轮钻具具有高速大扭矩的软特性,必须同减速器配合使用才能实现低速大扭矩钻井;螺杆钻具容易实现低速大扭矩钻井,但却不耐高温、高压;电动钻具结构过于复杂,目前已很少使用。通过对目前钻井过程的调查与研究,设计一种新型叶片钻具,它基于叶片马达的工作原理,利用叶片上的压差驱动转子转动且容易实现低速大扭矩钻井。     

基于声发射和振动信号的振动钻削钻头故障诊断试验研究

针对钻削过程中钻头状态监测问题,基于声发射采集系统和振动采集系统设计超声轴向振动钻削钻头故障监测装置,分别应用完整钻头和故障钻头进行45钢板的超声振动钻削对比试验,采集不同钻头状态的AE和振动信号,通过时域分析、频域分析和小波分解,分析故障钻头对AE和振动信号的影响。试验结果表明：通过AE和振动信号判别钻头状态,判别结果与实际一致,能够实现钻头的故障诊断。     

双台肩钻杆接头刺漏原因分析

双台肩钻杆接头具有大幅度提高抗扭强度、增大水眼的优势,对此类钻杆接头的失效进行分析,具有规范使用操作或改善接头结构性能的意义。某井在双台肩钻杆接头使用中发生两起接头刺漏失效事故,为查明刺漏失效原因,对其中1支刺漏接头进行分析,包括刺漏冲蚀形貌宏微观观察、化学成分分析、力学性能测试及受力情况模拟。分析结果认为:钻杆接头发生刺漏冲蚀原因主要是接头上扣扭矩不足导致接头主台肩面接触压力不足,螺纹疲劳强度下降,螺纹牙底因应力集中形成多源疲劳裂纹,最终高压泥浆从副台肩及刺穿的裂纹冲蚀出。建议钻具使用时按照推荐的上扣扭矩进行上扣,避免类似的情况再次发生。     

高频液力扭转冲击钻井提速工具设计与分析

PDC钻头钻遇中硬及软硬交替地层时极易产生黏滑现象,导致钻柱扭转振荡、钻进过程不稳定,机械钻速急剧下降。为解决上述难题,设计一种高频液力扭转冲击钻井提速工具。该设备主要由扭转冲击元件、承载连接元件及相应附件组成,通过内部流道产生的节流压差驱动扭转冲击元件产生高频往复的冲击扭矩,减弱或消除黏滑振动对钻头使用寿命的影响。地面试验和现场应用结果表明:该工具通过水力循环可稳定输出高频冲击扭矩,在桃2-4-18A井、坨203井、延491井进行了现场应用,与邻井相比机械钻速平均提高30%以上。该设备具有较好的市场应用前景且为深井、超深井钻井提速降本增效提供了技术支撑。     

锚杆钻机试验系统设计

为了检测锚杆钻机的使用性能,设计一个用于其出厂检验的试验系统.并设计一个用来同时检测锚杆承受的推进力和转矩的力-扭矩传感器,其形状与固定锚杆用六方套相似.该试验系统自动化程度高,操作简便,满足设计要求.     

CKS—I型全液压瓦斯抽放钻机液压系统的设计

介绍了一种自主设计的CKS—I型全液压瓦斯抽排放钻机的液压系统。该机工作过程中钻具的旋转、推进、起拔以及钻杆倾角的调整和固定等动作全部采用液压传动方式实现;钻杆的旋转、推进系统的控制阀采用负载敏感比例多路换向阀。经过1年多的工程实际应用证明该机液压系统性能良好,工作稳定、可靠。