ZJ15型钻机底座振动试验模型设计

ZJ15型钻机是大庆油田使用最多的钻机,但由于其底座的动态特性,工作状况欠佳。在详细分析现役ZJ15型钻机底座振动测试数据及充分考虑试验目的的基础上,以一种ZJ15型钻机底座为原型,按照相似理论求出各个相似常数并设计出钻机底座模型,以便进行多种模态试验和振动模拟试验。     

基于灵敏度分析的深井钻机底座结构动力修改

针对ZJ70LDB钻机平台工作中出现X方向振动较大的问题,采用动态信号采集及分析系统对底座进行了现场模态测试,得出各阶振型及模态频率。分析得到减速箱输入轴和输出轴的工作频率激起了底座的第3阶模态。为减小振动,对底座各节点进行质量对固有频率的灵敏度分析,选择14、31及22这3个节点实施结构动力修改。修改结果表明钻机底座第3阶模态频率降低13.42%,有效避开了设备的共振频率。     

ZJ70D型钻机双升式底座有限元模态分析

针对ZJ70D型钻机双升式底座的振动问题,在结构分析的基础上,应用ANSYS7.0有 限元软件建立了钻机底座有限元模型,计算得到钻机底座前10阶固有振动频率和主振型。对现役 钻机底座做了现场振动测试,得到频响函数曲线及前10阶模态频率。有限元计算和现场测试结果 的对比分析表明,ZJ70D型钻机转盘工作转速与钻机底座低阶固有频率接近,转盘的转动必然会 激起钻机的振动,因此需要对钻机底座结构进行调整。     

ZJ15型钻机底座水平方向模态试验研究

在ZJ15型钻机底座的相似模型上进行了水平方向模态试验，通过传递函数及模态分析，对其水平方向的动态特性进行了研究。研究表明，传动底座的联接方式及松紧程度对整个结构的模态频率并无太大影响，难以通过改变其联接方式及松紧程度来大幅度改变整个结构水平方向的模态频率。对ZJ15型钻机底座的制造提出了建议，应根据其模态频率确定底卒上设备的转动速度。     

基于ANSYS的深井钻机底座模态分析

ZJ70LDB型钻机在转盘转速为110 r/min左右时,底座振动较大,对正常钻井产生了一定影响。针对该问题,在充分掌握底座结构特性的基础上,建立了有限元模型,然后通过缩减法求解底座的固有频率、预应力模态频率及各阶振型,并进一步分析各振动激励设备的频率。经比较后发现,钻机底座的第1、3阶模态频率易被激发,说明底座的振动与钻机工况之间存在必然的联系,应采取适当的措施进行减振。     

ZJ70LDB钻机快速安装结构改进与应用

为了提高ZJ70LDB钻机的安装速度,在分析钻机连接原始结构及存在问题的基础上,提出了改进传动结构和改进底座结构的措施。用万向轴代替链传动,从而解决了钻机安装的瓶颈问题,使各部件可以同时安装,提高了安装速度。通过对底座结构的改进,去掉了底座水平度调整的安装步骤,实现了钻机主机不拆卸而整体移动2次共15m,电控房、发电机房和油水罐等外围配套设备无需移动位置,1次安装即可以钻3口生产井,满足钻丛式井的要求。     

发展A形和K形井架的建议

<正> 《井架与底座的发展及建议》认为,在陆地上,应发展A形和K形井架。至于何种钻机应用哪种井架,作者张长志认为,ZJ15和ZJ20钻机宜用伸缩式车装井架,但考虑     

7000m双向移动模块钻机底座技术分析

为了获取7 000 m双向移动模块钻机(ZJ70DB)底座的力学特性,分析了该底座的主要结构特点,并用ANSYS软件建立了底座模型,在不同载荷和地震工况下对底座进行了强度计算和校核;同时在试验基地对底座进行了安装和调试工作。分析及试验结果表明:该底座为双层结构,采用双层滑移导轨实现丛式井作业,主机移动过程中实现"零"拆卸,强度及稳定性符合设计要求,底座滑移系统工作稳定,各部件性能指标达到设计要求,既可用于陆地丛式井钻井作业,也可模拟海洋丛式井钻机作业。所得结论可为陆地及海洋大型钻机的设计提供参考。     

ZJ70DB型钻机底座承载能力的有限元分析

根据钻机底座的实际结构特点,利用有限元分析软件ANSYS建立底座三维有限元模型,对模型进行静态分析,评估钻机底座的承载能力。以ZJ70DB型钻机底座的应力分析过程为例,详细介绍了利用ANSYS来分析底座承载能力的方法。     

深井钻机井架及底座系统的谐响应分析

为研究转盘偏心旋转对钻机结构的影响,建立了钻机井架及底座的有限元模型,并对钻机进行谐响应分析,计算出钻机底座发生共振的频率、共振幅值和共振幅度最大的方位。计算结果表明,钻机底座在X向位移响应最大,激振频率也最低,共振频率为5.75 Hz,相比其他方向而言,X向比较薄弱,在结构上应适当加强;在X向谐响应分析中,X向是钻机在激励力作用下的主振方向;在Y向谐响应分析中,Y向是在此激励力作用下的主振方向;在Z向谐响应分析中,Y向是在此激励力作用下的主振方向。     

ZJ15型钻机底座的模态测试分析

针对钻机底座在钻进中动特性差和振动剧烈的缺点,运用振动理论和测试原理,对ＺＪ１５型钻机底座在实际钻井条件下的模态进行了动态测试。经信号采集、系统处理和模态测试分析,得到底座的频响函数曲线,并识别出２００Ｈｚ以内的各阶模态参数。测试结果表明,采用４挡钻进时,底座振动剧烈的主要原因是钻台面上钻井设备的工作频率或工作频率的２倍、３倍接近底座的固有频率。通过测试钻机底座的模态参数,可相应调整钻井设备的工作频率,使之避开底座的共振频率;或测试现役底座的模态参数,调整结构的部分构件或质量分布,改变结构的刚度来改变底座的共振频率,从而减小振动。     

ZJ40/2250DB型钻机井架及底座静动态特性研究

根据ZJ40／2250DB型钻机井架及底座的结构特点，建立了三维有限元模型，应用有限元分析软件对井架及底座进行了静、动态特性分析。在静态分析中，按2种工况给模型加载，并获得了可靠的计算结果。在模态分析中，计算出前4阶固有频率及其相对应的主振型，并对各阶主振型进行了分析。通过对井架及底座的固有频率与钻机设计工作转速比较，得出前4阶固有频率都在转盘的扰动频率范围内，容易发生共振。建议在钻井过程中注意检测转盘转速，避免发生共振。     

ZJ32-SL_I型钻机上台装置

针对在用钻机上台装置移运性差、安装困难和密闭润滑难以保证的问题，设计制造了高钻台、低底座的ＺＪ３２－ＳＬＩ型钻机。这种钻机采用了一种新型上台装置，整体布置有所改变，即取消了正车箱和猫头轴，并采用万向轴加角传动箱的传动驱动转盘，取消了驱动转盘的链条。同时，也改善了移运性能，保证了密闭润滑条件，达到了上台链条和绞车的密闭润滑部位在钻机搬迁时不需拆装的目的。     

ZJ30/1700CZ型钻机井架钻台体固有振动特性分析

应用ANSYS有限元软件对南阳石油机械厂研制的ZJ30／1700CZ型钻机井架与钻台结合体的固有振动特性进行了分析。建立了该钻机井架与钻台结合体固有振动特性理论分析的有限元模型并给出了其固有振动频率结果和相应的主振型。计算结果表明，该钻机在不同设计转速下钻井时，不会引起井架钻台结合体的固有振动。     

ZJ30/1700CZ钻机钻台固有振动特性分析

采用ANSYS有限元软件对南阳石油机械厂开发设计的XJ30／1700CZ轻便钻机的钻台固有振动特性进行了分析。通过对钻台的结构分析建立了钻台固有振动分析有限元模型，给出了其固有振动频率计算结果。计算结果的分析表明，该钻机在不同设计转速下进行钻井工作时，钻台不会发生共振现象，并对该钻机的结构设计及使用提出了建议。     

混凝土预制基础在ZJ45J型钻机中的应用试验

针对目前 ZJ45 J型钻机使用的毛石灌浆基础施工难度大、材料运输工作量大、劳动强度大 ,且一次性使用成本高等问题 ,对部分地区进行了地基静力触探 ,分析确定了地基承载能力 ,并根据钻机设备的底部结构 ,进行了ZJ45 J型钻机的基础设计、中间试验和理论计算。通过对现场试验井的测试分析 ,确定了 ZJ45 J型钻机使用混凝土预制基础的技术条件     

ZJ50/3150LDB-1型钻机研制

为适应现代钻井的需要,在总结ZJ50/3150LDB型钻机特点的基础上,研制了ZJ50/3150LDB-1型钻机。该钻机操作安全,结构简单,性能稳定可靠;能够在不倒绳的情况下实现1次穿绳、2次起升;司钻偏房与前台底座一起起升;绞车高、低速采用电控摘开、挂合,反应速度快;转盘采用电机独立驱动,是一种具有市场发展潜力的钻机。