齿轮齿条钻机井架概述

齿轮齿条钻机井架是一种很有发展前景的新型钻机井架,相比于传统钻机井架,它在结构形式上有很大的突破,即动力装置被设计在了井架上。本文通过介绍齿轮齿条钻机井架的特点和分类,结合其工作原理,详细总结出了齿轮齿条钻机井架的结构特点,为今后齿轮齿条钻机井架的结构设计提供了理论基础。     

2000m全液压齿轮齿条钻机

为适应井深2 000 m以内定向井、水平井和侧钻井等特殊钻井作业需要,开发了全液压齿轮齿条钻机。钻机的电控系统采用现场总线控制技术,用PLC来控制、监测钻机的主要部件;液压系统采用基于电液闭环比例技术,实现对液压泵、液压马达的控制,并完成动力头的提升和下放、旋转等功能;钻机还配套了管子处理装置,从管排架上抓取钻杆并将其送至井口。这种钻机具有结构紧凑、移动性好、工作可靠及成本较低等优点,具有广阔的市场前景。     

大模数硬齿面齿轮滚削加工的研究

着重分析了硬质合金滚刀、ＴｉＮ涂层滚刀，涂镀和激光组合强化滚刀的特点，及其滚艺的试验研究，指出以滚代磨是大模数硬齿面齿轮加工中的一项具有一定技术经济意义的新工艺，值得推广。     

自升式平台齿轮齿条升降系统受力分析

齿轮齿条升降机构是自升式平台的重要承载机构,在各种工作状态下起到支撑船体及相关设备的作用,并长时间承受重外载荷作用。以三桩腿齿轮齿条升降式自升式平台为模型,从桩腿内力分析出发,研究齿轮齿条升降机构受力,从而为升降单元安全评价、寿命评估等提供支持。     

车载式电动齿轮齿条修井机设计研究

针对现有修井机传动路线长、效率低、系统繁多等缺点,设计了一种车载式电动齿轮齿条修井机。利用ANSYS软件对齿轮齿条修井机的关键零部件进行强度和刚度分析,均能达到API的标准要求。车载式电动齿轮齿条修井机具有效率高、稳定性好、节能环保和一机两用等特点,其开发应用对油气田开发具有重要意义。     

国外多功能齿条齿轮钻机技术现状

齿条齿轮钻机能够主动施加钻压,在水平井、大位移井强制下管柱等钻井作业方面具有常规钻机不可比拟的优势,在国外备受关注。在指出齿条齿轮钻机的结构和性能特点后,重点介绍了挪威TTS Sense公司、美国American Augers公司和德国Max Streicher等3家国外公司生产的齿条齿轮钻机,简述了钻机的结构特点,给出了其主要技术参数,并分析了这3家公司产品的不同之处,最后在此基础上提出了我国研发电驱动齿条齿轮钻机的建议。     

自升式平台升降系统齿轮齿条疲劳强度分析

自升式平台的升降系统通常采用超大模数、少齿数的齿轮轴和齿条传动。但目前缺少权威的疲劳极限设计理论,也没有相关的强度计算标准。依据美国国家标准ANSI/AGMA 2001-D04,基于材料疲劳计算的S-N曲线,结合设计寿命,计算出超大模数齿轮、齿条的许用接触疲劳应力和许用弯曲疲劳应力,作为强度校核的判断标准。采用有限元软件计算静载荷下齿面的接触应力和齿根弯曲应力。为超大模数齿轮、齿条的设计提供了依据和方法。     

自升式平台齿轮齿条升降装置动力学行为分析

以某自升式海洋平台的单桩腿升降装置为研究对象,分别从正常升降和工程上比较关注的应急升降入手,进行不同升降载荷时的齿轮齿条升降装置运动学及动力学仿真分析,揭示复杂特殊工况下各小齿轮以及升降装置整体的动力学行为。仿真结果表明,在齿轮齿条升降装置正常工况、不同升降载荷下,装置具有良好的运动同步性,各小齿轮的转速曲线基本一致,整个桩腿的升降载荷由所有小齿轮的切向力均匀承担;当某对小齿轮发生驱动失效时,该对小齿轮的转速快速降低后由齿条带动其与其他小齿轮保持同步运动,小齿轮驱动失效虽然造成其他小齿轮的径向受力变大,但整个升降装置仍然能够保持径向载荷平衡。     

直动推杆式直线减速器齿条强度的有限元分析

为了进一步完善直动推杆式直线减速器的设计计算理论，将在分析此减速器的受力及压力角的基础上，进行强度计算。以该直线减速器的关键构件－稀、密齿条为研究对象，应用二维有限元计算方法，求出了两齿条内部的应力分布状况，得到了具有实际意义的结论。     

基于虚拟样机技术的齿轮齿条啮合力仿真分析

齿轮齿条平移机构是影响机械手总成在猴道中运动性能的重要因素。在ABAQUS中建立有限元模型,同时定义边界条件和接触参数,分析了不同转速下齿轮齿条啮合过程中的齿面接触应力和弯曲应力,为齿轮齿条传动系统的选型计算提供了理论依据。基于Hertz弹性碰撞理论,在ADAMS中建立了虚拟样机模型,对齿轮齿条刚体啮合力进行了动力学仿真分析计算,并研究了其转速特性曲线,以减少齿轮齿条啮合过程中的冲击和振动。     

基于传递矩阵法的齿轮齿条钻机纵向振动分析

将齿轮齿条钻机简化为线性链式连续多体系统,基于传递矩阵法建立了齿轮齿条钻机各个结构纵向振动的传递矩阵,运用矩阵乘法建立了钻机纵向振动的传递矩阵。分段计算了小车在井架不同高度和1~3km井深时纵向振动的1阶共振频率,并将模型的计算结果与软件的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:齿轮齿条钻机的系统振动频率主要取决于钻柱长度;井架的高度及升降小车在井架上的运动对钻机系统频率的影响很小,不会改变钻机系统的稳定性。研究结果对齿轮齿条钻机作业有一定指导作用。     

齿轮齿条钻机起升系统动态响应分析

齿轮齿条钻机起升系统的动力学特性是影响其工作性能的重要因素。在动力学分析的基础上,建立了单对齿轮齿条啮合的动力学模型以及多对齿轮齿条啮合下起升系统的动力学模型,揭示了齿轮时变啮合刚度对系统动态响应的影响规律,并利用Solidwork与ADAMS联合建模方法,进一步分析了起升系统在不同工况下齿轮齿条之间的接触力以及齿轮转速随时间的变化规律。分析结果表明,齿轮齿条钻机起升系统齿轮的输出转速因内部激励的影响随时间发生变化,并且与啮合力之间存在冲击峰值的同步性;在工况相同条件下,与起钻过程相比,起升系统下钻过程的振幅变化较大,齿轮转速曲线振幅与齿轮齿条啮合接触力曲线振幅同时增加。研究结果可为齿轮齿条钻机起升系统的优化设计提供参考。     

齿轮齿条式汽车转向器润滑脂的研制

目前国内汽车转向器润滑脂多被进口润滑脂所占据,因此研制国产汽车转向器润滑脂具有实际意义。用12-羟基硬脂酸锂皂稠化调合基础油(高黏度指数的精制矿物油+聚α-烯烃,40℃运动黏度61.2 mm~2/s～74.8 mm~2/s),并添加2.5%的复合抗磨极压剂(1.0%含磷剂+0.5%钼化合物+1.0%锌盐),2.0%的胺抗氧剂,0.1%的噻二唑衍生物金属减活剂和1.0%的复合防锈剂(0.2%有机酯+0.8%氮杂环化合物)研制了齿轮齿条式汽车转向器润滑脂,其典型的理化数据为工作锥入度(25℃)为320单位,不工作微锥入度(-40℃)为48单位,滴点193℃,钢网分油(100℃,24 h)为5.0%,相似黏度(-40℃,10 s-1)为1257 Pa·s,蒸发损失(99℃,22 h)为0.20%,氧化压力降(99℃,100 h)为15.0 kPa,最大无卡咬负荷为1019 N,达到了设定的技术指标。模拟试验和台架试验表明,研制的齿轮齿条式汽车转向器润滑脂具有良好的摩擦磨损性能和使用性能,与进口齿轮齿条式汽车转向器润滑脂的摩擦磨损性能和使用性能相当或略优,可在-40℃～150℃温度范围内使用,能够满足齿轮齿条式汽车转向器的润滑要求。(图6表8参考文献6)     

低速重载齿轮故障的振动分析与安全校核

运用振动监测进行故障诊断与分析,在多轴式齿轮传动、啮合频率较多且相差较大的情况下,判断出低速重载齿轮的故障,并通过对啮合频率的分析,得出了如何判断齿轮严重断齿数目的方法;同时,通过对齿轮箱工作安全系数的计算进行了承载能力的校核,提出了低速重载齿轮故障诊断和齿轮箱选型的建议。     

基于热分析的低速重载齿轮传动冷却方法研究

海上平台行星减速器中的低速重载齿轮传动由于摩擦生成热量较大,不仅影响到减速器的整体温度,而且轮齿间相互接触处由于摩擦引起的高温引起附加热应力,严重影响轮齿间的传动性能、工作可靠性及其使用寿命。结合齿轮传动的传热学、摩擦学及有限元原理,建立了行星减速器三维热分析有限元模型,计算了不同环境温度和相同环境温度但冷却位置不同时,处于热平衡状态下的齿轮零件热力图,分析了减小热应力应该采取的有效方法。研究结果表明,采用有限元法求解齿轮传动温度分布、热应力等问题,比较精确、方便、直观,便于采用更有效、更有针对性的措施。     

增大模数的双圆弧齿轮传动可行性初探

文章论证了文献[1]所提出的增大模数的双圆弧齿轮传动的可行性,以求显著提高双圆弧齿轮的弯曲强度,并提出了符合我国情况的设计思想和方法,供读者参考。     

石油矿场用重载齿轮的润滑设计

本文讨论了石油帮场用高速，重载齿轮润滑的重要性，给出了润滑油造反的依据和计算程序。对运转是否平稳，是否带飞累或是否有尖峰负荷的齿轮传动，分别以最大功率为启点，计算扭 齿面接触应力并择取润滑油，具有一定的合理性。     

基于偏载作用下的齿轮齿条啮合仿真研究

在研究的齿轮齿条钻机设计方案中,由于其特殊的结构设计,钻机井架重心和传动系统重心不在同一竖直平面上,产生的附加弯矩将会影响齿轮齿条的啮合。鉴于此,根据钻机实际偏载工况,建立了齿轮齿条模型,并从齿轮强度校核理论、有限元仿真两方面分析了齿轮齿条的啮合情况。分析结果表明:相比于无附加弯矩,附加弯矩会导致齿轮和齿条的齿面应力分布不均;同时随着附加弯矩的增加,应力呈线性增加,并在齿条受拉方向集中程度增加,增大了齿轮齿条轮齿破坏的风险;当齿轮运动逐步靠近齿条顶端时,推断齿轮和齿条可能出现脱开;附加弯矩将严重影响钻机的安全运行和钻井安全,并对齿轮齿条起升系统、井架结构和材料强度提出了更高要求。所得结论对钻机的设计具有一定的指导意义。     

自升式海洋平台齿轮齿条升降系统的研究

以胜利作业 3号平台升降系统为研究对象 ,提出了齿轮齿条式升降系统的总体设计思路 ;针对海洋平台升降系统的设计要点 ,对齿轮齿条式升降系统中的液压动力驱动系统分 4种工况进行了升降系统液压原理设计、分析、参数确定和计算 ,并提出了确保系统安全可靠性的多项保护措施。其设计思想、设计中所采用的方法、参数确定方法及计算分析所得出的结论 ,对平台的设计、制造和管理具有一定的指导意义 ,对类似系统的设计、分析计算具有一定的参考价值。