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。     

石油钻机底座的发展

作者以钻井工艺发展为背景,系统地研究了石油钻机底座的发展历史,重点探讨了高钻台自升式钻机底座的产生与发展过程,由此提出发展我国钻机底座的建议:选择合适的钻台高度参数,以满足先进钻井工艺要求;选择合理的底座结构形式,以降低钻机搬迁安装的成本;加强引进底座的研究,改造老钻机底座;研究并推广运用底座设计的新方法。     

ZJ—15J型钻机整体拖移与该钻机底座的结构设计

一种新的设计的钻机在满足功能需要的同时，应当满足整体拖移的要求，这一要求直接影响着钻机底座的结构设计。ＺＪ－１５Ｊ型钻机满足了这一要求。文中较全面地介绍了ＺＪ－１５Ｊ同对底座设计的要求，底座的结构及整体拖移的过程以及整体拖移带来的经济效益。     

ZJ—15钻机底座系统振动特性试验分析

介绍了功率谱密度法分析随机振动信号的基本原理,并用此法对ＺＪ－１５钻机底座系统的随机振动测试了分析和处理,给出４４个测试点在三挡和四挡及不同钻井深度时的主要频率、振动幅值和有效值。分析结果表明,四挡钻进比用三挡钻进时的振源幅大,三挡时的主要振源为电动机输出轴四挡时的主要振源为变速箱输出轴,钻台面上的振动比梁下部振动强列。为了减少振动,建议将同上钢板与上船连续实焊,将上船及传动底座和支架联结螺栓上紧     

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。     

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     

钻机底座下大梁的设计计算

考虑下大梁—基础—地基的共同作用,提出了钻机底座下大梁的长度优化、横截面积设计及内力和位移分析的系统方法。采用文克尔模型为基础的等长单元有限元法,显著地提高了计算速度。最后给出弹弓式底座下大梁的设计计算实例。     

大庆130型钻机井架和底座的改造

通过对大庆130型钻机现状的分析，提出了经济、适用的改造方案，并进行了设计计算。通过现场试验认为该方案是可行的，并取得了一定的经济效益。     

新型钻机井架及底座设计模型

目前我国油田正在使用的中型、重型模块钻机的井架和底座结构都不适合快移式钻机 的要求,为此,在分析我国钻机井架、底座现状的基础上,提出了快速移动、快速安装的新型钻 机井架、底座的设计原则和标准,同时还对其设计模型和设计特点作了详细的论述。这种新型的 模型除充分考虑了拆装便捷、移运高效外,还应用液压油缸自动举升和控制技术,是一种具有全 新理念的快速移运、快速安装的钻机。     

ZJ15钻机底座的振动测试分析

对一现役ZJ15钻机底座在两种钻井速度下的振动情况进行了测试和分析。分析结果表明,底座的振动强度与井深、地质条件和钻井液密度有关;弯曲的方钻杆是造成底座水平方向振动的最主要原因;万向轴因与钻台面存在夹角,从而引起底座在三个方向的振动;采用四挡钻进时,万向轴的工频及其倍频接近底座垂直方向的固有频率是引起底座在该方向振动强烈的原因。建议对ZJ15钻机底座万向轴的安装做一些调整。     

石油钻机钻台基础设计方法探讨

就石油轮机在工作过程中钻台基础所受载荷种类的不同及载荷组合等情况，以确定出基础底面最大设计载荷，并对钻台基础的设计提出了较具体的计算方法。     

P—80型车装式钻机的技术改造

针对钻机拖车超长超宽超高不便运输、动力系统装机功率不足和故障多,不易维护等缺陷,对Ｐ─８０型车装式钻机实施了技术改造。改造内容包括：去掉拖车底盘,将拖车大梁从主变速箱与ＣＨＣ─５０液力变矩器中间分开,使拖车变为两体;用两台１２Ｖ１３５ＡＺＤ柴油机取代１台ＭＢ８３６Ｂｂ柴油机,增大了装机功率,减少了因动力故障而引起的停机时间;去掉专门用于动力机冷却的液压散热系统;选用Ｆ３２０─３ＤＨ型钻机的并车箱作为改造后的并车箱。钻机改造后的机械钻这明显提高,至１９９８年１０月已钻井７口,总进尺８８９２ｍ。     

DZ450/9—S钻机底座结构模糊优化设计

考虑了应力约束、位移约束、局部稳定约束和截面尺寸上下界约束条件的模糊性 ,以底座的结构质量为目标函数 ,建立了底座结构模糊优化设计的数学模型。结构优化采用了离散变量的拟满应力结构优化设计与有限元分析相结合的方法 ,克服了满应力设计只能考虑应力约束和尺寸约束的局限。采用二级模糊综合评判确定最优水平截集 ,从而将模糊优化问题转化为普通优化问题。计算结果表明底座结构模糊优化设计比底座结构非模糊优化设计更为合理 ,经济效益更为显著     

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。     

DZ450／9—S型双升式钻机底座静力结构分析

根据钻机底座的实际结构特点， 建立了它在弹性基础上的三维有限元模型，按2种工况对底座的有限元模型加载，应用专业有限元分析软件ANSYS5．5 进行分析计算，给出了可靠的计算结果。在对计算结果分析 基础上提出了改进DZ450／9－S型双式底座结构的建议。     

高强度材料在超深井钻机井架底座中的应用

超深井钻机井架底座在结构形式、构件布局、主体材料的选取等方面均有较高要求,常规的井架、底座主体材料难以满足超深井钻机特定的载荷和工况要求。通过对超深井钻机井架底座的结构分析、高强度材料的性能分析与对比以及井架底座有限元强度分析,最终选择具有高强度、高冲击韧性和良好焊接性的低合金高强度结构钢Q420E作为超深井钻机井架底座主体材料,并总结出高强度材料对超深井钻机井架底座结构性能的影响以及高强度材料的应用原则。     

WTZ—50型钻机的改进及应用

针对ＷＴＺ—５０型钻机汽车底盘发动机功率没有充分发挥,钻机动力头输出扭矩小且功能单一,钻机加压提升力小,液压系统效率低以及钻具短且配备单一等诸多不足,对其进行了改进设计。采用双速、双液压马达驱动的多功能动力头,提高了钻机的适应能力;传动方式上省去了蜗轮蜗杆减速器,节约了成本,缩短了钻机的加工周期,减少了钻机的维修部件,提高了可靠性;采用变量泵－定量马达组成的容积调速系统,可自动调节进给速度,提高了钻井效率,延长了钻头的寿命;改进井架设计,钻具最大长度增加为４ｍ,且配备３种钻具、４种钻头。４口井的现场试验表明,改进获得成功。