巨型重载夹持机构反作用力响应盲区和承载能力的研究

在巨型重载操作设备设计计算中,摩擦力不能忽略。在区分重载夹持机构预紧夹持和工作夹持两个工作状态的基础上,分析了夹持工作过程中各作用力的主从动态变换关系,提出了反作用力响应盲区的概念。用矢量方程解析法建立了考虑摩擦时夹持机构的力学模型,计算出响应盲区和盲区特性系数。计算结果表明,在响应盲区的作用下机构可至少提高29%的承载能力。通过计算钳口工作夹紧力,研究响应盲区对机构承载能力产生的影响,对两种典型锻造操作机夹持机构在响应盲区影响下的承载能力进行了比较,并在ADAMS软件里进行了仿真。结果表明,压杆式钳头的承载能力要比长杠杆式钳头的承载能力大。

杆系钻机底座结构优化设计

本文在给定结构拓扑和结构几何形状的条件下用序列二次规划的优化方法,研究了杆系钻机底座的结构优化设计。文中给出了底座结构优化设计的数学模型,其目标函数为底座结构的质量,所考虑的约束有尺寸上、下限约束、应力约束、刚度约束、位移约束以及局部稳定约束。文中对设计空间进行了转换,利用曲线拟合得出了单元截面各种参数的关系,使底座结构优化设计的数学模型大大简性。为了提高计算效率,本文采用序列二次规划法避免了灵敏度分析中的复杂计算。还利用Kuhn-Tucker条件,给出了优化算法的增量形式。文中推导了相应的计算公式,给出了计算步骤,并编制了相应的计算机程序。为了验证文中的理论及程序,计算了一个工程实例,该底座有176个节点,265个单元,受三种何载工况作用。优化设计迭代八次收敛,结构质量减少12.6％。这些表明文中所用的理论和方法对杆系钻机底座进行结构优化设计是可行的。

石油钻机盘式刹车制动系统

石油钻机配置盘式刹车制动系统的基本原则是制动系统工作可靠且具有良好的工艺特性。在此基础上,提出盘式刹车的刹车钳应由开式和闭式两种钳型组成,刹车制动系统由工作制动子系统、紧急制动子系统和驻车制动子系统组合而成,并指出制动系统应具有制动能力储备、安全保障系统和备用系统。同时,分析了ZJ50钻机盘式刹车制动系统的主要特点。

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可靠性寿命进行了计算，结果表明该方法是可行的。

一种新型自振脉冲喷嘴的设计

根据涡旋运动理论，对自振脉冲射流进行了深入分析，认为由振荡腔喷出的射流为一系列不连续的涡旋。对涡旅的产生和增大的规律进行了描述，根据理论计算和大量的试验数据，设计了一种新型的自振脉冲射流喷嘴，对射流轴心冲击压力进行了测试及冲蚀岩样试验，并与普通自振脉冲喷嘴及锥形喷嘴进行了对比．研究结果表明，这种新型自振脉冲喷嘴可产生很强的压力脉动，并能有效地提高射流的冲蚀破碎能力。

《石油钻机液压盘式刹车》标准技术分析

液压盘式刹车作为石油钻机的关键装置,其质量的好坏直接关系到钻井作业能否安全实施。因此,急需制定一个高水平的石油钻机液压盘式刹车标准。阐述了将制动力矩确定为液压盘式刹车型号主参数的根据和技术内涵,确定了石油钻机液压盘式刹车型号的表示方法。介绍了液压盘式刹车的制动方式、制动力矩的确定方法及制动力矩公式中载荷的取值方法,得到了SY/T6727—2008《石油钻机液压盘式刹车》标准的基本参数。

石油钻机直流电动机的现状与发展

本文阐述了世界石油钻机电驱动型式的发展概况，重点介绍美国ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ公司、ＥＭＤ公司、Ｂａｙｌａｒ公司、俄罗斯、荷兰、英国、罗马尼亚以及我国石油钻机直流电动机的结构特点、功率、变型、特性曲线以及技术发展特点。指出世界石油钻机直流电动机的发展趋势是：高功率、大扭矩、高效率、低损耗、适应性强、经济性好、可靠性高。结合我国具体情况，提出了进一步改进和利用现有直流电动机，研究与开发ＧＥ—７６１型直流电动机和串激直流电动机，研制电动机轴承和电刷，以达到１００％国产化的建议。

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。

国外液压驱动石油钻机的新进展

介绍了加拿大Tesco公司新型套管钻机、挪威MH公司的RamRig钻机和意大利新型石油钻机等多种新型液压驱动钻机的结构特点、工作原理、特性、优点及使用范围。从这些钻机的新进展可以看出国外液压驱动石油钻机的发展趋势:(1)液压驱动是一种较好的驱动型式,并向全液压驱动型式发展;(2)更适合采用新的钻井工艺;(3)向全新模式钻机发展;(4)向多个小功率液马达传动发展。

阀式反作用液动冲击器参数计算及性能分析

本文论述了阀式反作用液动冲击器的工作原理,提出了计算冲击力和冲击频率的方法。通过分析指出阀式反作用液动冲击器适用于中到中硬以上地层,并且应尽量增大泥浆排量,采用较大刚度的冲锤弹簧,以使冲击器的优点得到发挥。

气动盘式刹车控制系统的建模与仿真研究

介绍了气动盘式刹车的结构及工作原理,并对其控制系统进行了数学建模和仿真。采用模块组合的方法创建系统的计算机模型,在Simulink仿真平台运行仿真程序,以电气比例阀的电压控制信号为输入量,刹车扭矩为输出量,得到了系统仿真曲线。分析仿真曲线可得:电气比例阀的电压响应存在死区,系统仿真曲线在一定范围内呈现出良好的线性特征,说明气动盘式刹车具有良好的刹车特性。

关于发展我国钻机盘式刹车技术的几点认识

我国钻机盘式刹车技术与美国存在较大差距,主要表现在数量少、规格不全、品种少、技术水平低。影响我国盘式刹车技术发展的主要原因,除了技术、经济和管理等方面外,是对盘式刹车的工艺特性和配套控制技术的重要性认识不足,而工艺特性是盘式刹车工作性能的核心,其主要指标是响应特性与微调特性。要进一步加强工艺特性研究与攻关,同步开展配套控制技术的研究与开发,重视使用与维修人员的岗前培训等。设想再用10年左右的时间,争取基本完成包括主体技术和配套技术开发在内的盘式刹车技术的研究与开发,在总体上达到美国20世纪末的技术水平。

国外石油钻机新型单轴齿轮传动绞车

介绍了德国、挪威和美国在 90年代中后期开发成功的新型单轴齿轮传动绞车 ,分析了这些绞车的结构特点 ,给出了其主要工作参数。指出单轴齿轮传动绞车结构紧凑 ,体积小 ,质量轻 ,运动速度均匀 ,振动小 ,噪音低 ,效率高 ,使用安全可靠 ,寿命长 ,维护保养简单方便。这种新型绞车全部采用液控盘式刹车或计算机控多盘刹车 ,刹车能力强 ,效果好 ;还都配备自动送钻装置。单轴齿轮传动绞车在钻井实践中取得了较好的作业效果和较高的经济效益 ,具有广阔的发展前景。

浅谈旋转控制头的应用及发展趋势

介绍了国内外旋转控制头 (RCH)的发展现状 ,对比分析了国外环形胶心型RCH和膨胀胶囊型RCH的性能特点以及不同类型RCH的密封结构特点。分别论述了RCH在天然气或空气钻井、边喷边钻、地热钻井、过平衡钻井和修井作业等领域的应用情况。指出RCH正朝着提高密封压力等级 ,拓宽应用范围 ,强化轴承润滑与冷却 ,以及便于操作和控制等方向发展。建议在RCH的国产化研究过程中 ,首先发展环形胶心密封型式的RCH 。

JJ450/45-K_4型石油钻机井架可靠性评定

可靠性是石油钻机井架的一个十分重要的质量指标。井架的安全性评定单纯用安全系数来作保证是不够的 ,还应从井架的可靠性方面对井架进行评估分析 ,才能保证井架安全可靠使用。现文通过应力测试、分析计算 ,对 JJ4 50 /4 5-K4 型石油钻机井架进行了可靠性评定。评定结果表明 ,该井架的可靠性指标β≥ 3 .2 ,符合设计要求。

WT-50W 型车载液压钻机用汽油机电子式调速系统的研究

本文介绍主要用于ＷＴ－５０Ｗ型车载液压钻机用汽油机的电子调速系统的实施方案及电路工作原理。

美国Varco公司新系列顶驱技术分析

美国Varco公司近两年来开发出的新系列顶驱共有7种规格,且全部采用电驱动。主要优越性是电驱动顶驱的短时输出功率可达到额定功率的250%,有的可在125%～150%功率条件下连续进行钻井作业,可望电动机在150%功率下连续运转,而且电控制系统反应灵敏,自动化控制与保护较好。分别介绍并分析了AC—SCR—DC电驱动型式和AC变频电驱动型式、双电动机驱动、电动机液压盘式惯性刹车、双速减速器齿轮传动、行星齿轮传动减速器和圆柱齿轮传动减速器、游车与水龙头组合式结构,以及单导向轨结构的技术特点。

高速滚子链的试验研究

对所研制的高速滚子链进行了常规检测与试验、滚子大能量冲击疲劳试验、滚子链高速运转试验和滚子链磨损试验。通过对试验数据的分析 ,得出了提高高速滚子链的使用性能以及如何使高速滚子链本身性能提高的结论。

桅式井架绷绳力的计算

根据数学分析中的悬链线理论和固体力学中的弹性变形理论,导出桅式并架绷绳力及绷绳下垂度的计算公式,提出了可行的电算程序,并以K-650车装钻机桅式井架绷绳为例进行了计算,得出了绷绳力与绷绳下垂度的关系曲线,这对桅式井架绷绳的合理使用具有重要参考价值。

顶部驱动钻井装置(一)

2 0多年来世界上蓬勃发展的顶部驱动钻井装置 ,实现了钻机现代化的历史性跨越。现文阐明了它的工作原理及优越性 ,对于其主要部件的技术参数、结构和工作性能等作了详细的介绍。指明了它在钻井、修井业方面的广阔应用前景。