螺杆钻具传动轴力学特性评价

传动轴是螺杆钻具中的关键零部件,也是易失效件之一。针对传动轴常见失效特征,结合常用工况,进行了力学分析和有限元计算。通过大量的数值计算,完成了扭矩、轴向力、侧向载荷、几何边界等相关因素对传动轴力学特性影响的定量评价,可以较好地指导传动轴总成的设计与使用。

钻井泵机架的静动态有限元分析

本文应用 SAP5/LISA结构分析程序 ,对 F1 3 0 0型三缸泵机架的强度、刚度和固有振动特性进行了有限元分析 ,获得了机架在额定载荷作用下各部位的应力和变形的分布规律 ,及自由振动时的最小几阶模态频率和模态振型。计算结果表明 ,整个机架结构应力、变形不均匀 ,强度、刚度富余。振型分析表明 ,机架结构只是泵头和泵尾开口部位动刚度偏弱 ,而泵中部和内部则刚度过剩 ,泵体的质量和刚度分布不合理。为 F1 3 0 0型钻井泵的改造、进行动态特性分析和动态设计提供了必要的依据。

抽油机减速器壳体的有限元分析

对CYJ14 -6 -89HF抽油机减速器的壳体建立了计算模型 ,用有限元法计算了强度和刚度 ,获得了减速器壳体在最大载荷作用下各部位的应力和变形的分布情况 .计算结果表明 ,整个壳体的应力分布不均匀 ,最大应力 ( 4 8.2 8MPa)发生在输出轴轴承座下边支撑筋板的受拉侧与底板连结的部位 ,但满足设计的强度条件 ;上箱盖的应力较小 ,强度富余较多 ;输出轴轴承座及其上边的箱盖部分变形最大 ,分别为 0 .2 2 8mm和 0 .30 2mm 。

钻井泵机架的动力特性分析及结构修改预测

应用微机版SAP5/LISA结构分析程序中的主从节点、梁、板壳、三维块体、罚单元和边界弹簧单元 ,对F130 0型三缸泵机架的固有特性进行了分析计算 ,获得了机架最小几阶模态频率和模态振型。通过振型分析发现 ,机架结构只是泵头和泵尾开口部位刚度偏弱 ,而泵中部和内部则刚度冗余。修改后的机架结构整体刚度均匀、合理 ,薄弱环节的刚度得到加强 ,为老产品的技术改造 ,降低成本奠定了基础。

抽油机四腿支架有限元模型及影响变形因素

介绍了ＣＹＪＹ１２—４．２—７３ＨＢ型抽油机四腿支架用有限元法分析的几种模型，并将各种分析模型的计算结果与实测结果进行了对比。讨论了影响支架顶部变形的主要因素。综合分析认为，采用板单元和梁单元组合对抽油机支架－底座系统进行有限元法分析是合理的分析模型；支架顶部的刚度、腿部的固定状况和下部的开口尺寸是影响支架顶部变形的主要因素，应引起设计者注意。

叠层结构机器人制孔压紧力预测

为了能合理地选择机器人制孔过程中的压紧力,基于叠层结构间隙消除的基本原理,提出机器人制孔过程中考虑初始间隙的压紧力预测方法.通过分析机器人自动化制孔过程中机身壁板刚度对各制孔位置所需压紧力大小的影响,并根据机身壁板的结构特点,对机身壁板的区域进行划分.在制孔过程中,层间间隙的不同也会导致所需压紧力的不同,因而分析叠层制孔过程中间隙的形成原因以及间隙对压紧力的影响.基于构建的壁板结构有限元仿真模型,结合影响系数法获取蒙皮和长桁的刚度矩阵,利用蒙特卡洛模拟生成蒙皮和长桁的初始间隙,基于弹性力学原理计算各制孔位置间隙消除所需的制孔压紧力.采用预测的压紧力在机器人制孔平台上进行制孔实验.实验结果表明:制孔后层间毛刺高度均小于0.1mm,满足飞机装配中紧固孔的制孔质量要求.所提出的机器人制孔压紧力预测方法能够实现压紧力的准确预测,并有效抑制飞机壁板自动化制孔过程中毛刺的产生,确保紧固孔的制孔质量,为高效率的飞机自动化装配提供了技术支持.

水平井钻柱摩阻力几何非线性分析研究

针对石油钻井技术的特点，探讨了编制钻柱力学有限元专用程序所遇到的问题；并在国家级重点攻关课题“水平钻井”中，首先提出引入非线性力学分析的论点。在接触非线性分析中，使用了“约束－放松法”；在几何非线性分析中，首次考虑了四次非线性对钻具弯曲应力的影响；还建立了一个方便于钻柱分析的坐标转换系统；据此编制的计算机程序，为大港油田官H1水平井提供了较为准确的力学参数预测。

基于ANSYS5.4的钻杆通过转向器力学分析

阐述了固体力学的有限元理论,分析了钻杆通过水平径向井转向器过程中的受力情况,并根据钻杆的受力特点和计算机硬件条件,对基于ANSYS54的钻杆有限元分析模型作了适当的简化,探求了一种钻杆通过转向器力学分析的近似而省时的计算方法。分析认为,钻杆在从一种轨迹曲线段到另一种曲线段的变形处,应力较大,均达到较强的塑变状态,而在同一轨迹曲线段的中间部位应力相对较小。

960kW钻井泵曲轴有限元分析

通过三维软件Pro/e建立了钻井泵曲轴的三维模型,并对该三维模型进行了有限元建模。对曲轴进行了静态分析和模态分析,获得了曲轴的特征频率和相应的振型。计算结果为曲轴的结构优化和轻量化提供理论依据。

弯外壳动力钻具力学性能分析

弯外壳动力钻具能提高增斜率，但钻具轴线不在一条直线上。本文用有限元基本理论，分析了弯外壳动力钻具的力学材性，着重讨论了弯外壳动力钻具的结构弯角、井斜角、稳定器间隙及钻铤刚度对弯外壳动力钻具增斜特性的影响。认为弯外壳动力钻具的增斜率随结构弯角增大而明显增加；工况相同时，双弯动力钻具增斜率比单弯动力钻具高约50％。井斜角小于60°时，随井斜角增加弯外壳动力钻具的增斜率明显增加；大于60°时，增斜率增加趋势减弱，甚至下降。稳定器间隙增加，弯外壳动力钻具的增斜率下降。动力钻具上面钻铤的刚度越小，增斜率越高。

气密钻杆接头受力分析与紧扣圈数优选

对于带金属锥面密封结构的双台肩钻杆接头受力分析的报道较少,为此分析了接头在不同紧扣圈数及拉伸载荷作用下的受力情况,同时建立了相应的力学模型,并通过有限元仿真验证了模型的可靠性。计算结果表明,合理的紧扣圈数显著提高了接头的密封性能,能有效降低拉伸载荷作用下螺纹牙轴向载荷增长幅值,延长接头的使用寿命。研究结果可为带金属密封结构的双台肩钻杆接头的受力分析及紧扣圈数的优选提供参考。

超长冲程电机换向抽油机机架设计

电机换向抽油机支架是关系到抽油机稳定性、动态特性以及系统可靠性等的关键部件,目前对其设计一般运用类比方法近似计算。本文所设计的超长冲程电机换向抽油机采用增程轮减小了机架的总体高度,以气缸和气包平衡装置增强了系统换向的缓冲性能。设计过程中对整体机架系统进行了运动学、力学分析,利用有限元法对机架结构方案进行了改进设计,计算了机架各阶模态的固有频率及其振型。设计结果满足现场需求。

F1300型三缸钻井泵机架的静力有限元分析

对F1300型钻井系机架结构按板壳单元和三维块元进行了离散；采用主从节点技术、罚单元和边界弹簧单元处理了复杂壳体结构的特有问题；应用微机版LISA结构分析程序对F1300型三缸泵机架的强度和刚度进行了静力有限元分析计算，获得了机架在额定载荷作用下各部位的应力和变形的分布规律。计算结果表明，最大应力发生于主墙板轴承座周围，最大相对位移发生在轴承座中心平面处；整个机架结构应力、变形不均匀，强度、刚度富余，从而为F1300型钻井泵的改造、减轻重量和降低成本提供了必要的依据。

钻井全尺寸综合模拟试验装置中井架结构静动力有限元分析

采用有限元法对钻井全尺寸综合模拟试验装置中并架所作的结构静动力分析表明，该结构设计满足强度和刚度要求。井架结构第一阶固有频率在正常工作位置时为１５．４４Ｈｚ，在最低工作位置时为１６．８８Ｈｚ。当使用三牙轮钻头的工作转速变化范围为３５～３００ｒ／ｍｉｎ时，井架不会发生共振。