ZJ15D型石油钻机井架的瞬态响应研究

传统的通过静力或者利用最大设计大钩载荷乘以动载系数代替动载荷的研究方法对石油钻机井架进行结构分析，已经不符合现场石油钻机井架在复杂时间载荷作用下的真实动响应情况，尤其在起下钻和钻进时，钻机井架要承受瞬态冲击、钻机振动等随时间变化的载荷作用。为此，运用时间历程方法，通过模拟井架钻井时的情况，结合大型有限元ANSYS软件，对大庆油田普遍采用的ZJ15D型石油钻机井架进行了动响应计算。得出了以下结论：①在瞬时冲击下，井架动力响应的产生在钻具立柱轴向、井架侧向和前开口方向具有同时性，但最大值出现的时刻不同；②严重冲击载荷作用下，井架顶部开口方向响应最为强烈，危险时位移可达4 cm。     

JJ315-K型井架动力学特性分析

钻机井架作为一种高耸的悬臂梁结构,其工作环境非常恶劣,不仅要承受大钩的载荷、风载及天车的质量,还要抵消顶驱对反转矩梁的转矩。研究了国内某5 000m钻机井架在这些载荷作用下天车处的振动,分析了井架的动态响应特性,探讨了该井架在工作状态下的力学性能。为石油钻机井架的设计和优化提供了一定的理论参考。     

石油钻机的转盘、水龙头主轴承的计算

文章从理论上分析并论述了石油钻机转盘、水龙头主轴承在变载荷、变转速的条件下,需具有的实际动载荷,依此来核算所选定的轴承工作寿命。文章还指出,对大型的主轴承核算其静载荷的必要性。     

交流变频电驱动钻机起升系统的模拟

为了进一步探讨交流变频电驱动钻机起升系统的动态特性,采用ADAMS仿真软件,对ZJ30/1700DB型交流变频电驱动钻机起升系统进行了模拟计算与分析.建立了系统模拟模型,分别对基本载荷、考虑钻柱和井壁摩擦时的钻机起升系统以及考虑系统弹性时的钻机起升系统进行了动态模拟,得到了大钩载荷、大钩速度以及绞车滚筒角速度的模拟结果,并通过模拟得到了起升系统起升过程的动载系数.模拟结果表明:钻机在起升过程中存在着动载,动载系数随着起升条件的改变而改变;在起升过程中由于钻柱与井壁产生摩擦,使起升过程的平稳性变差,使大钩载荷增加,滚筒、大钩速度呈现出明显的不均匀;考虑起升系统弹性后整个系统在起升过程中振动增大,在实际控制过程中必须要认真对待;控制系统的灵敏性、准确性也影响起升系统的动载系数.为减小起升时的动载系数,可采用直接控制电机特性的方法,有效减小起升动载荷.模拟结果对进一步继续深入研究电驱动钻机及其绞车特性和产品设计都具有一定的参考价值.     

绷绳对石油钻机井架力学性能的影响分析

为了研究绷绳对石油钻机井架力学性能的影响,采用有限元方法对井架进行离散,主弦杆和斜横撑杆分别采用2种单元截面形状的空间梁单元模拟,绷绳采用具有双线性刚度矩阵特性的单轴向受拉或受压杆单元模拟,建立了井架精细有限元模型。分析结果认为,在地震载荷作用下加1层绷绳石油钻机井架动位移和动应力比无绷绳井架有大幅度减小,减小率分别为25.1%和19.5%,但衰减缓慢;加2层绷绳石油钻机井架动位移和动应力比加1层绷绳井架减小幅度更大,且衰减迅速。最后指出,今后在井架设计时应考虑绷绳对井架的力学作用。     

由单位载荷变形判定钻机井架的承载能力

为了确保在用钻机井架的安全服役，须对其承载能力加以判定。鉴于目前尚无理想的方法可供采用，特在理论分析及对井架变形、刚度和单位载荷变形进行实测并在综合考虑钻机井架各种缺陷、损伤对承载能力影响的基础上，提出了一种用单位载荷变形判定井架承载能力的新方法。实践表明，这种方法便于在钻井现场实施。     

苏联钻机主要参数国家标准的变化

新颁布实施的钻机标准ГОСТ16293—70是确定现代钻机基本参数的主要标准技术文件。在这次钻机标准修改之前,一直沿用如下参数: Q名义—大钩载荷,即相应为钻杆柱在大气中的最大重量和在起下钻操作中周期作用的载荷; Q最大—大钩极限载荷,即在下放重管柱时和遇卡时的允许载荷;     

定向井钻柱提升载荷系数的探讨

文章对定向斜井井深曲线不同井段内钻柱的提升力，计算方法进行了分析，从钻机设计和选用角度综合考虑，对钻柱自重为基数的提升载荷系数及其对钻柱提升力的影响进行了探讨，得出了简化计算公式,其结论对钻机设计和选用具有一定的实用价值。     

基于应力监测试验的钻机整体平移风载荷影响分析

钻机整体步进式平移,因其具有移动快速、操作便捷的特点,在我国页岩气开发中广泛应用。文章以
川庆钻探公司一台ＺＪ５０ＤＢＳ钻机为研究对象,通过在试验数据分析结果基础上,以强度校核结果为目标值,对钻机
结构有限元模型进行修正,然后在修正模型上施加立根载荷和风载荷进行钻机整体平移受力分析。分析结果表
明,风载荷对钻机整体平移时的结构受力影响比较明显,现场进行钻机整体平移时,应在安全的风向风速条件下进
行作业。     

MC90Y煤层气车载专用钻机液压控制系统

为进一步提高煤层气钻机的自动化水平,尽量减少司钻的操作,提高设备自检能力,研制了MC90Y煤层气车载专用钻机。该钻机采用电液控制方式,PLC控制器集中控制,起升和旋转系统使用比例容积泵调速,辅助系统采用恒压变量泵提供动力;起升系统采用平衡阀回路设计,实现了正载荷、负载荷和变载荷情况下的平稳运行;采用手柄方位辨识控制,降低司钻的操作复杂性,优化起升和旋转系统的运行;控制系统具有自检、监测和自锁保护等功能,提高了钻机的安全保护能力。测试及现场应用结果表明,该钻机操作便捷,可控性好,运行平稳。     

对引进钻机进行国产化改造配套方案的分析

<正> 多年来的实践表明,对石油钻机,尤其是引进的成套石油钻机进行国产化技术改造配套,使其适应和推动钻井工艺的发展,是提高我国在用石油钻机总体水平的有效方法。在钻机的多种改造方案中,选择哪种方案相对投资少,改造难度和工作量小,获得的综合技术性能和综合经济效益好?本文就这些问题进行分析,供同行们参考。     

钻机用传动滚子链条

钻机链条工作载荷高达25吨力,线速度高达每秒30米。由于链条损坏以及链条维修中的困难所造成的停工往往带来巨大的经济损失。所以对钻机链条在制造精度、耐疲劳性以及工作可靠性方面提出了更高要求,这些要求与国民经济其它部门使用的传动链条的要求显著不同。因此为钻机链条制订了苏联标准ГОСТ21834—76,该标准包括以下几个部分:     

ZJ40CZ (B)车装钻机的研制

针对ZJ40CZ (A) 4000m车装钻机传动系统存在的问题,研制了ZJ40CZ (B) 4000m车装钻机。该钻机采用T型并车箱加角传动方式,可降低成本,减少污染源,并且更换维修方便;采用的新型材料不仅可减轻整机质量,而且还能提高钻机强度;水基灭火星装置能彻底根除危险源,满足安全生产的需要。试验及应用结果表明,ZJ40CZ (B) 4000m车装钻机移运性能好,安装方便,钻机最大载荷为2250kN,抗风能力为满立根无载荷时110km/h,符合API和石油行业标准要求。     

水龙头和转盘主轴承模糊可靠性寿命

考虑钻机水龙头和转盘主轴承工作载荷的模糊性及可靠性要求，应用模糊数学基本原理求得平均计算载荷，从而计算出主轴承的模糊可靠性寿命。应用该方法对１３０型钻机水龙头主轴承的平均计算载荷和模糊性寿命进行了计算，结果表明该方法是可行的。     

转盘和水龙头主轴承寿命估算的新公式

针对现有文献给出的转盘和水龙头主轴承寿命估算公式对多种影响因素考虑不充分 ,与实际工况有一定出入的问题 ,推导出全面考虑载荷、速度、润滑、装配、工作环境和材料及表面硬度等多种影响因素 ,估算转盘和水龙头主轴承寿命的新公式。即将转盘和水龙头主轴承由变载荷工况向稳定载荷工况作等效转换 ,从而导出等效当量动载荷Pm 的计算式及主轴承寿命估算公式 ,并以 40 0 0m深井钻机水龙头主轴承为例 ,进行了疲劳寿命的估算     

深水钻机出现改造热

据ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒ报道 ,由于海上钻井的水深度越来越深 ,经营者与承包商面临决定改造旧钻机还是建造新钻机问题。据估计建造一台新钻机需 2 5～ 3 0亿美元 ,但改造一台旧钻机费用仅为 1亿美元。改造目的是提高现有钻机的能力 ,如对第二代钻机进行改造 ,应使这些钻机超过目前第四代钻机的能力。美国Ｄｉａｍｏｎｄ近海钻井公司对Ｖｉｃｔｏｒｙ级钻机进行了改造 ,使之适应在 1 0 85～ 1 395ｍ深水处作业。改造内容包括 :采用更大顶驱装置 ,增加钻井泵、吊车和 1 0 5ＭＰａ防喷器系统及节流管汇 ,加大甲板载荷和生活间…     

海洋钻机井架动态特性研究综述与展望

介绍了海洋钻机井架动态特性的研究方法——频域研究、时域研究及试验研究。频域研究介绍了井架的自振特性、地震响应分析及风浪载荷分析。时域研究介绍了线性分析研究、非线性分析研究及边界条件的处理。试验研究介绍了海洋波浪脉动测试试验、风洞试验研究。虽然上述研究对实际工程具有一定的指导意义,但对深水半潜式钻井平台上钻机井架的相关研究相对不足。为此,指出了海洋钻机井架动态特性应该深入研究的内容。     

柴油机—钻机工作稳定性分析

在分析柴油机工作特性和钻机工作机载荷—速度特性的基础上,阐述了柴油机驱动钻机系统的稳定工作条件,指出影响整个系统稳定工作的主要因素是柴油机扭矩外特性刚度、柴油机的调速方式和钻机工作机特性载荷指数。     

深水钻井平台钻机大钩载荷计算方法

在浅水平台钻机大钩载荷计算方法基础上,针对下隔水管与防喷器、下套管以及起下钻等作业工况,基于弹性杆振动理论,给出了合理确定深水钻井平台钻机大钩载荷的计算方法.以某深水钻井平台设计工况为例,确定了3000m水深、10000m井深条件下所需的大钩载荷,讨论了平台升沉运动幅值、运动周期以及钻井泥浆密度对钻机大钩载荷的影响,所获得的结论可供深水钻井平台设计和深水钻井作业参考.     

钻机与柴油机的合理匹配

钻机与柴油机匹配得是否合理,直接影响着钻机的生产率和经济性。本文着重从分析机械传动钻机的载荷状况入手,讨论了钻机用柴油机的功率标定、钻机总功率以及与柴油机的匹配等问题。