BOMCO煤层气钻机专用电直驱顶驱装置设计

为满足电动煤层气钻机自主配套的需要,在吸收国内外先进顶部驱动钻井装置（简称顶驱装置）设计经验的基础上,研制了BOMCO煤层气钻机专用电直驱顶驱。介绍了该顶驱装置的结构方案、技术参数等情况。重点介绍了电机直驱技术、浮动缓冲短节、前开口浮动背钳等结构特点。     

一种顶部驱动钻井装置的液压系统设计

为了提高石油钻井装置的可靠性能,在满足石油钻井工艺的要求前提下我们设计一种简单、可靠、维修方便、抗污染能力强的钻机液压系统。该文主要介绍了该液压系统的组成、工作原理及其特点。经过的工程技术人员的审核,该系统已成功应用到浙江顶驱钻采机械有限公司的钻机中调试实验。实验结果表明,该系统具有很强的实用性。     

50D钻机电控系统及顶驱常见故障分析

项目现场使用的钻机是一套由美国IPS(Integrated Power System)公司生产的以直流电机作为主要驱动方式的电动钻机,该钻机配备了加拿大Canrig顶驱公司的一套1050E-500顶驱。现针对该套50D钻机和Canrig 1050E-500顶驱在使用中常见的故障进行了原因分析和分类总结,并提供了相应的解决方案,也提出了一些维护建议以供参考。     

顶驱钻机400V/600V电源系统的研制

顶驱钻机是将动力从井架的顶部直接驱动钻具旋转钻进、完成循环钻井液、接立根、上卸扣和倒划眼等多种钻井操作的钻井装置。顶驱电控系统采用进口交流电动机、交流变频驱动的特殊级600V电源系统。由于国内没有专业配套生产600 V电源系统的厂家,各钻井队在引进顶驱钻机的同时还得配套进口国外专业发电机厂家生产的600 V柴油发电机电源,致使该产品购置周期较长、购置费用高、维护保养程序复杂、繁琐、昂贵,在时间、资金上制约着油田钻井队钻机的更新换代。我厂研制的顶驱钻机电源系统能把现有发电机产生的400 V电源稳定、安全地转换为顶驱钻机所需的600 V电源。另外,顶驱钻机400 V/600 V电源系统能方便、高效、安全地接入系统电网电源中,利用系统电网电源为顶驱钻机提供稳定工作电源并有效地节约钻井成本。     

3000 m超长单根自动化石油钻机的研制

为了提高生产效率,降低作业人员劳动强度,保障其作业安全,研制了3000 m超长单根自动化钻机。该钻机采用抓举式管柱自动化系统及智能化司钻控制平台,实现了管柱的自动化输送及上卸扣作业;成功应用了设备远程监测及故障诊断技术,实现了石油钻机的预防性维护及故障预警;两节伸缩式井架能携带顶驱及游吊系统实现整体运输及起放,垂直升举式底座,低速大转矩电动机直驱绞车、顶驱及钻井泵,提高了钻机效率。现场试验结果表明,该钻机使用性能良好,作业环境得到明显改善,验证了技术的合理性和先进性。     

LZ580/73-1350连续管钻机液压系统研究

该文分析了连续管钻机液压系统的设计的主要技术难点及解决方案,确定了液压系统的总体方案,完成了连续管钻机液压系统的理论设计。     

顶驱承载和上卸扣扭矩传递结构设计及强度分析

针对国内外顶部驱动钻井装置顶部驱动钻进装置的承载和上卸扣扭矩传递结构复杂问题.设计了顶驱全新的承载和上卸扣扭矩传递结构,此结构不但可以承受顶驱钻井最大工作载荷,还可以将上卸扣扭矩直接传递到钻机井架反扭矩梁,省去一套用于提供反扭矩的制动装置,优化了顶驱结构.并运用SolidWorks软件对此新设计的结构进行了建模,借助Simulation对其进行了强度分析.分析结果表明:新设计的顶驱承载和上卸扣扭矩传递结构强度可靠,结构设计新颖,为下一步顶驱样机试制提供了依据.     

基于ANSYS Workbench的顶驱提环侧连接板的拓扑优化设计

针对经验设计方法中顶驱提环侧连接板存在质量偏重、外型不尽合理的问题,将连续体拓扑优化理论引入顶驱提环侧连接板的设计中,在设计空间内建立了最大范围设计模型,应用ANSYS Workbench进行了求解,通过两次拓扑优化将质量在最大设计空间内进行了最为合理的分布,摆脱了传统优化设计在原设计基础上优化的思路,克服了传统优化在优化初始排除最佳方案的可能性。根据拓扑优化结果并综合考虑了装配条件、加工制造费用等因素建立了侧连接板模型,分析了优化后侧连接板形变和应力的分布情况。结果表明该方法设计出的侧连接板完全满足实际需求,证明了该方法的可行性和合理性,为顶驱侧连接板的设计提供了新的思路和参考,为降低顶驱生产成本和整机重量,提高顶驱市场竞争力提供了可能,具有重要的实际经济意义。     

钻机轨道式双向平移装置研制

为了提高丛式井钻井效率、满足钻机X、Y双向移动的工况要求,研制了一种钻机轨道式双向平移装置,重点介绍了该平移装置的结构形式、工作原理及设计计算。通过对该平移装置的结构形式、工作原理的设计分析及平移试验,验证了钻机在工作状态下(井架、底座不下放)的整体X、Y向平移,满足丛式井的作业工况要求。     

DQ-60型顶部驱动钻井装置中的液压系统

液压系统是ＤＱ－６０ 型顶驱装置的重要组成部分,文章介绍了该系统的设计要求、工作原理及其特点。经工业应用表明,该系统满足石油钻井工艺要求,具有性能可靠、维修方便、防污染能力强等特点。     

剖分式滚动轴承保持架连接方式

连接方式是剖分式滚动轴承保持架设计的关键。介绍了U形弹性夹连接、C形弹性夹连接、弹性板连接和螺钉连接等剖分式保持架的连接方式,详细分析了每种方式的连接原理、适用场合及优缺点。     

CVT封闭的2K-H型差动轮系啮合效率分析

针对封闭式无级变速器内部容易发生功率循环而造成效率降低的问题,以输入耦合CVT(Continuously Variable Transmission)传动系统为研究对象,简单地介绍了其基本结构及工作原理,在无能量损失的理想状态下详细推导了该传动系统实现功率分流的充分条件。其次,在该充分条件下简化了输入耦合CVT传动系统中起汇流作用的2K-H型差动轮系啮合效率表达式,得到了影响啮合效率的输入构件结构参数和运动状态等因素,求证了其获得最大值的条件。最后,通过实例验证了所得到的2K-H型差动轮系啮合效率最大条件的正确性。结果表明,该条件从设计的角度保证了2K-H型差动轮系啮合效率最大,是一种行之有效的设计方法。     

分体式V带传动无级变速器的有效圆周力计算

分析了分体式V带无级变速器传动功率不足的原因,验证了影响传动功率的几个重要公式,得出了在分体式V带传动无级变速器设计过程中可以使用的公式和限制使用的公式,并对限制使用的公式进行了修正,使其适用于新型V带无级变速器的设计。     

连续油管有限元分析及优化设计

采用有限元法对连续油管进行了有限元分析及优化设计,并对其危险截面进行了应力评定和强度校核.同时对连续油管弯管处壁厚与直管处壁厚进行了优化设计.     

钻机基本设计方法与需求分析

分别从井架的选型与设计、驱动方式和传动方式的选取、钻机制动方案等几个方面出发,描述了钻机的基本设计方法。液压驱动方式最先进,但是技术要求也最高．目前技术不是很成熟,电驱动钻机才是目前应用较成熟者,相比机械驱动,拥有更多的优势。钻机设备在实际工作中工况较为复杂,且不会达到最大负载荷率,分析时应考虑多种工况。最后提出了钻机电力孕节分析计算方法。     

水驱抽油机井管杆偏磨可靠性研究

根据系统可靠性理论出发,通过对水驱抽油机井管杆偏磨失效数据的收集和整理,推断出寿命统计模型,把握其寿命分布规律,得到狭义可靠性指标,实现对其工作可靠性的定量评价和预测。通过建立偏磨井管杆偏磨失效的故障树,找出发生管杆偏磨失效的关联因素及其组合,应用可靠性数学论计算各关联因素对顶事件发生的结构重要度,从而找出最薄弱环节,为科学治理和有效控制管杆偏磨失效,降低水驱抽油机井检泵率提供充分依据。     

串联对转马达系统分析及应用

目前,油气工业对施工效率和施工成本的关注度大大增加,使得连续油管钻井技术成为新形势下的钻井方向。连续油管钻井主要依靠的是井底马达传递动力,但由于油管本身的特点,不能承受太大的扭矩,也不容易产生过大的钻压。为了在连续油管能承受的转矩条件下给钻头提供更大的转矩,串联对转马达钻井系统提供了新的思路。利用2个串联的马达对转来实现转矩的相互平衡,以减少连续油管上所承受的反作用转矩。在增加钻速的情况下,钻柱上所承受的转矩能尽量减小,达到提高钻井效率的目标。     

闭式齿轮传动液压系泊绞车的设计

为了克服开式齿轮传动系泊绞车效率低、体积庞大且会造成环境污染的问题,提出一种采用闭式行星齿轮传动的新型液压系泊绞车(采用行星齿轮和多组滚动轴承支承,并将闭式传动装置安装在卷筒内)。在介绍绞车结构特点的基础上,分析了针对提升设备应用工况的闭式行星齿轮传动设计,并采用齿轮传动CAD集成系统(ZGCAD)进行了强度与性能校核。试验与用户应用结果表明,该绞车具有结构紧凑、传动效率高、无环境污染的优点,可以推广应用。     

基于键合图理论的斜直井管柱上扣/卸扣系统设计与仿真

针对斜直井齿轮齿条钻机的管柱自动处理问题,采用顶驱和轨道钳联合作业的方式,设计了一套能够实现管柱紧扣、冲扣和旋扣等动作的自动化作业装置及其液压控制系统。采用键合图理论,建立了动力水龙头旋扣系统和轨道钳系统的键合图模型,并推导出每个键合图模型的系统动态方程。基于20-sim仿真平台,对键合图模型进行了动态仿真分析,通过对比分析,验证了各键合图模型的合理性,为斜直井石油钻机上扣/卸扣机构系统的研制提供技术支持和理论指导。