双升式钻机井架起升过程受力研究

本文通过SAFI有限元分析软件对双升式钻机井架起升过程进行受力分析,确定其负重载荷,并通过对井架起升力的数值模拟,确定其危险工况,对起升过程中井架的应力应变进行分析。结果表明,起升力随起升角增大逐渐减小,在初始起升角5°、风载方向为45°的情况下,井架的受力最大,且杆件单元的uLS值均小于0.9,其强度满足起升要求。

井架起升液压系统仿真研究

为了验证井架起升液压系统的实际可行性,并了解两路液压缸同步等速平稳推动井架上升或下降的实际效果,在液压仿真软件AMESim中建立井架起升液压系统模型、设置参数、进行仿真,最后得到一系列变化曲线。通过分析两液压缸的速度和位移变化曲线可以知道,该系统具有很好的同步性,可以充分满足实际要求。

钻机井架起升液压仿真计算与测试分析

为有效验证钻机井架起升力理论计算及井架起升负载力变化趋势,基于AMESim仿真软件与和德尼克5070液压测试仪对井架起升三级双作用油缸无杆腔、有杆腔压力进行仿真计算和位移、压力数据测试采集,得到起升油缸位移-压力变化曲线及位移-推力变化曲线。通过理论计算、液压仿真、测试数据对比分析表明:液压仿真计算和测试数据得到的油缸位移-推力曲线与理论计算曲线相吻合,即井架起升力通过三角关系式受力计算得到的井架起升力与实际起升力变化趋势一致,井架起升力理论计算符合钻机井架起升工况要求,为钻机井架起升方案设计提供依据。

四单根立柱超深井钻机井架起升

ZJ90/6750DB-S型四单根立柱超深井钻机井架高度高、起升重力矩大,起升难度大。采用理论公式法和有限元法分别计算井架起升载荷,相互验证2种方法的计算结果,确保计算的可靠性。对风载耦合下井架的起升强度进行有限元分析,确保井架起升强度满足设计规范要求。现场应用中,实际测得的井架起升过程中最大大钩载荷以及井架最大应力与计算结果相近,井架实现安全起升,验证了计算的准确性。解决了超高、重载井架的安全起升问题。

井架起升液压系统仿真研究

为了验证井架起升液压系统的实际可行性,并了解两路液压缸同步等速平稳推动井架上升或下降的实际效果,在液压仿真软件AMESim中建立井架起升液压系统模型、设置参数、进行仿真,最后得到一系列变化曲线。通过对两液压缸的速度和位移变化曲线分析,验证得到井架起升液压系统原理的可行性和合理性,满足井架起升实际工作要求。

7000 m井架起升工况分析

针对7 000 m钻机井架起升过程,在PTC Mathcad Prime平台上,建立了起升过程的数学模型。得到了整个起升过程中的拉力分布情况及各临界角度,为结构设计提供了理论依据。为类似钻机的起升计算创造了便利条件。

四单根立柱超深井钻机井架液压辅助起升机理

ZJ90/6750DB-S四单根立柱超深井钻机的井架是国内最高的K型井架,超高重载特性使得其起升难度非常大;同时钻机的自动化升级改造,配套多套自动化装备,进一步增加了井架的重力、起升重力矩和难度。为更好地解决四单根立柱钻机井架起升难题,利用有限元方法开展了井架起升载荷及井架起升强度计算分析,在不改变井架主体结构尺寸的前提下,提出了通过增大初始起升角度来降低井架最大起升载荷的方案,并成功研制了液压高支架以辅助井架起升。现场应用情况表明:液压高支架辅助井架起升安全可靠,解决了升级后四单根立柱钻机重载超高井架的安全起升难题。研究结果为超高重载井架的起升作业提供了重要的理论和实践支撑。

MJC50猫头绞车的改造与应用

通过分析MJC50猫头绞车在使用过程中存在的弊端,提出了经济适用、安全可靠的改造方案:即取消猫头装置部分,保留原转盘转动装置,重新设计井架起升装置。实践证明,这种改造既增大了钻台的作业空间,又增加了钻工操作的安全性,改造效果显著。