SZJ450D沙漠钻机整移技术研究

发布时间：2017-11-01 22:14

  本文关键词：SZJ450D沙漠钻机整移技术研究

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【摘要】：随着石油工业和钻机技术的发展,许多钻井公司已经把钻井区域扩展到了沙漠地区。因为沙漠地区的油田很多都是中深井、深井,钻机体积大、重量大,钻井工作对钻机的高移运性提出了更加严格的要求。一些钻井承包商为了降低钻井成本,纷纷对沙漠地区中深井、深井钻机的移运性能提出了较高的要求。研制适合沙漠地区的钻机整移装置,解决钻机沙漠环境下的运输问题将为我国在国际石油钻井市场上赢得许多发展的机会。考虑到钻机在沙漠中经常用于远距离运输,本文采用轮式移运方案,将钻机底座和钻机井架分别整体移运。钻机底座采用两辆牵引车共同牵引完成移运,钻机井架及游动系统的整体移运采用井架水平移运,牵引车牵引钻机井架天车后部,井架拖车支撑在井架大腿上部的位置,从而实现钻机井架整体移运。动力系统和泥浆泵组的移运方式与底座类似,采用鞍座式连接,牵引车牵引,罐体采用拖撬式、单罐移运。运输的路面为硬土路面,移运过程中难免颠簸,加之钻机质量大,惯性冲击大,所以要保证移运系统与钻机牢固结合。另外,钻机工作时,移运系统与钻机脱离,不能影响钻机正常工作。设计移运方案时要合理整体布置,设计快捷牢固的连接脱离装置。由于井场环境恶劣,钻机整体移运的稳定性是该技术实施的关键。移运系统必须保证安全移运钻机底座和井架。钻机底座是由多个模块组成,体积大,载荷重,钻机底座整体移运时的受力情况与钻机底座工作时大不相同。因此钻机底座的整体移运是钻机整体移运的危险状态,首先要根据底座的重心分布计算出各个轮胎的受力情况,预测轮胎的安全性,防止爆胎。另外,钻机移运时可能遇到坡路和测斜路,这都会引起底座重心偏移,从而导致沙漠轮胎的受力发生变化,可能发生爆胎,同时底座会有倾翻的可能。为预防以上危险状况的发生,要在保证沙漠轮胎安全性的前提下,计算出坡路和测斜路的最大限度。整移系统在沙漠地区运输行驶时,会遇到沙土等松软路面。底座的移运靠牵引车的牵引力拖动,牵引车在进入沙土路面后,很可能因为沙土的抗剪强度不足导致驱动轮打滑。当滑转率到达一定的值时,牵引车将无法提供有效的牵引力来拖动底座,使得整个移运系统运输受阻。所以研究沙土的特性和轮胎在沙土中行驶的受力分析对移运系统在沙地的可通过性具有重要的意义。牵引车是驱动装置,车轮的打滑主要是发生在牵引车的驱动轮上。首先研究牵引车自身的沙地可通过性,牵引车克服了自身的阻力后,盈余的牵引力才是拖动底座移运系统的动力。钻机的移运装置包括底座移运装置、井架移运装置、动力系统移运装置、泥浆泵移运装置、罐体移运装置等。井架、动力系统、泥浆泵、罐体的载荷相对较小,移运过程中移运装置的承载是安全的。而底座本身结构尺寸大、载荷重,移运装置承载大,其中关键承载件易发生变形破坏,需对其进行重点研究,分析其结构特点,对其进行强度、刚度分析,并对其进行优化改进。钻机底座重量总计约380吨,底座上台座落下后处于底座的后方,因长度超出下台座,所以上台座直接和牵引鹅颈通过耳板、销子连接,牵引鹅颈头部压在牵引车桥上,由于受力大,所以要单独拿出来详细设计,并且利用有限元软件ansys做强度分析,对不合理的地方进行优化改进,提高了移运的结构安全性。
【关键词】：沙漠钻机 移运 沙土 强度 牵引鹅颈
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE922
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 沙漠移运钻机简介10
• 1.2 沙漠移运钻机的分类10-13
• 1.2.1 井间移运11
• 1.2.2 井场间移运11-13
• 1.3 沙漠移运钻机国内外研究现状13-15
• 1.3.1 国外研究现状13-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.4 沙漠移运钻机发展趋势和前景分析15-16
• 1.5 本课题主要研究内容16-18
• 第2章 沙漠钻机移运方案分析18-34
• 2.1 沙漠钻机整拖移运形式分析18-19
• 2.1.1 主机的移运形式多样化18-19
• 2.1.2 外围配套设备高度集成移运方式多样化19
• 2.2 ZJ450D沙漠钻机底座、井架移运技术方案19-24
• 2.2.1 工作原理19-20
• 2.2.2 移运系统基本结构形式20-21
• 2.2.3 主机移运系统配置及技术要求21-24
• 2.3 井架、底座的拆卸移运程序24-27
• 2.4 外围设备移运方案27-33
• 2.4.1 动力系统移运技术方案27-29
• 2.4.2 泥浆泵组移运系统技术方案29-30
• 2.4.3 泥浆罐、油罐、水罐的移运系统30-33
• 本章小结33-34
• 第3章 钻机整体移运系统稳定性研究34-42
• 3.1 行驶稳定性计算34-39
• 3.1.1 重心计算34-36
• 3.1.2 轮胎的承载和牵引车承载计算36-37
• 3.1.3 钻机遇坡路和测斜路时的分析计算37-39
• 3.2 钻机底座移运时的牵引参数计算39-41
• 3.2.1 平地移运状况下的牵引参数计算39-40
• 3.2.2 上坡移运状况下的牵引参数计算40-41
• 本章小结41-42
• 第4章 整移系统沙地可通过性研究42-51
• 4.1 牵引车和底座轮胎参数42-44
• 4.2 沙土特性44-45
• 4.3 轮胎受力分析45-48
• 4.3.1 轮胎压实阻力45-46
• 4.3.2 轮胎推土阻力46-47
• 4.3.3 轮胎切线牵引力47-48
• 4.4 整移系统通过性评价48-50
• 本章小结50-51
• 第5章 钻机移运装置关键部件结构分析和优化51-62
• 5.1 有限元结构静力分析基本原理51-53
• 5.2 移运装置结构分析53-55
• 5.3 牵引鹅颈的结构设计55-56
• 5.4 牵引鹅颈强度、刚度分析56-61
• 5.4.1 牵引鹅颈分析前处理56-57
• 5.4.2 牵引鹅颈求解分析57-59
• 5.4.3 牵引鹅颈结构优化59-61
• 本章小结61-62
• 第6章 结论62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 个人简介68-69

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本文编号：1128749