游钩的结构特性对提升系统性能的影响

发布时间：2017-12-16 09:37

  本文关键词：游钩的结构特性对提升系统性能的影响

  更多相关文章： 游钩 提升系统性能 多体动力学分析 可靠性分析 多体系统运动学分析

【摘要】：游钩作为钻机提升系统中重要的设备之一,在完成石油、天然气的钻采与修井作业中起下钻、油管、抽油杆的过程中起着重要的作用。游钩作为连接受力负载、质量大并且复杂的系统,在起升和下放钻具、给进钻头、控制钻压以及处理复杂的井下事故中扮演着重要的角色,直接影响着提升系统的性能。在实际工况中它的静、动力学特性都十分复杂。所以对游钩的动力学分析、可靠性分析以及整个提升系统的运动学分析尤为必要,这些因素对提升系统的影响也十分明显。本文首先论述了游钩与游车大钩的工作原理,分析了载荷的传递过程;运用三维实体建模软件Solid Works创建游钩和游车大钩的三维实体模型,并通过质量补偿的方法,将省略零件的质量添加到主要的部件上,以减小分析误差;然后应用ANSYS有限元分析软件对游钩的动力学特性及可靠性进行分析;并运用多体系统运动学分析了整个提升系统的运动学特性。(1)根据模态分析与谐响应分析,得出发生共振部位是游钩的钩身与钩杆处。可见在设计制造及加工工艺上要提高部件的刚度,改善抗振效果。因此采用刚度大的材料,并且使工作载荷的频率远离部件的固有频率,避免出现应力集中,以达到减小游钩共振的目的。所以,游钩的振动特性和动态响应会影响提升系统的工作稳定性。(2)应用ANSYS有限元分析软件中的概率设计PDS模块对游钩的滑轮、钩身进行可靠性分析。通过分析滑轮和钩身的结构尺寸、材料特性以及外部载荷的随机性,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)概率有限元方法对游钩滑轮、钩身进行了可靠性分析。最后经分析得出滑轮、钩身的可靠性满足工作需求,对提升系统的安全工作提供了保障。(3)通过简化的物理模型建立了钻机ZJ40/2250DB的提升系统运动学模型,得到动力学运动方程;求解运动方程得到:在运动仿真分析过程中初速度为零和不为零时各质块的位移和速度。结果分析表明提升系统在工作过程中运动平稳。但是由于钢丝绳的影响,在初速度为1m/s时产生剧烈的冲击。可见在起升过程中,游钩要始终带有负载,避免在提升的过程中产生过大的冲击和动载。通过分析钻机在工作过程中游钩自身的特性,以及对整个提升系统进行运动学研究分析,得出了游钩在实际工作过程中的振动特性、可靠性以及受力特性等对提升系统的影响。从而对提升系统的进一步优化具有一定的理论指导意义。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE927

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张益民;提升系统中怎样节电[J];矿山机械;2002年10期

2 王敏三,王会平;袋式提升系统[J];起重运输机械;2003年09期

3 王瑞,曹毓芳,耿建平;灵石县沙峪煤矿提升系统改造[J];山西煤炭;2003年02期

4 陈志珍;;段王煤化有限公司主提升系统改造方案[J];山西煤炭;2007年04期

5 柳晓飞;;煤矿提升系统改造方案研究[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2009年05期

6 张延辉;;浅谈变频提速技术在煤矿提升系统中的应用[J];科技信息;2012年14期

7 尹利云;;矿山提升系统的设计[J];科技创新与应用;2012年15期

8 张旭葵;;加强提升系统管理适应生产需要[J];煤矿机电;1985年02期

9 郝中德;;主提升系统事故的分析与控制[J];矿山机械;1987年02期

10 任兰柱,欧阳麒,任乃光;多绳摩擦提升系统模态分析及动力设计探讨[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1991年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 ;云矿副井提升系统技改示范[A];河北省煤炭工业科学技术工作会议论文集[C];2006年

2 程岩青;高国红;苗维庆;;大台竖井立转平的提升系统设计[A];全国矿山建设学术会议论文选集（下册）[C];2004年

3 刘大同;;大功率安全高效全自动煤矿提升系统的应用[A];煤矿机电一体化新技术创新与发展2012学术年会论文集[C];2012年

4 杜锁乾;郭皆琪;齐清峰;;井下矿山提升系统的优化[A];第二十届“冀鲁川辽晋琼粤”七省矿业学术交流会论文集[C];2013年

5 ;高产高效矿井提升系统改造技术[A];全国煤炭工业建设高产高效矿井经济交流暨2001年度命名表彰大会专题报告、经验材料[C];2002年

6 魏胜国;曹学明;;召口矿西副井提升系统综合改造及施工与验收的实践[A];第十八届川鲁冀晋琼粤辽七省矿业学术交流会论文集[C];2011年

7 胡伟成;;高压变频器在煤矿提升系统的应用[A];创新推动新型煤炭工业体系建设和安全健康发展——2010年湘赣皖闽苏等多省（市）煤炭学会学术交流暨湖南省煤炭科技论坛论文集[C];2010年

8 胡万松;魏甲佳;;PLC在煤矿提升系统中的应用研究[A];第18届全国煤矿自动化与信息化学术会议论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 义煤集团大有能源公司跃进煤矿 李书彦;浅析煤矿提升系统的技术改造[N];周口日报;2011年

2 徐京民;直属采矿单斗循环缩短三十五秒[N];中国黄金报;2011年

3 记者 王庆华;我市切实加强三个领域提升系统安全生产管理[N];赤峰日报;2009年

4 许凯;古汉山矿科技创新助推企业快速发展[N];焦作日报;2011年

5 刘金刚;RH真空脱气提升系统的最新改进[N];世界金属导报;2014年

6 四川 冯小民;BIOS优化利器——TweakBIOS[N];电脑报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 秦强;基于动力学的煤矿立井摩擦提升系统安全性研究[D];合肥工业大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王则;提升系统在运行及装载过程中的动态特性研究[D];太原科技大学;2015年

2 马春亮;游钩的结构特性对提升系统性能的影响[D];兰州理工大学;2016年

3 王有斌;多绳摩擦提升系统动态特性研究[D];太原理工大学;2014年

4 刘辉;永磁直线同步电动机提升系统的控制系统设计[D];河南理工大学;2007年

5 赤文林;矿井垂直救援绳缆提升系统的研究[D];太原理工大学;2015年

6 付冰洋;上部组块提升系统液压提升器同步控制研究[D];大连理工大学;2012年

7 姜小环;立井提升系统安全可靠性的研究[D];中国矿业大学;2008年

8 部绍明;智能提升系统的设计与研究[D];长沙理工大学;2009年

9 丁燕;摩擦提升机卡罐动力学特性分析[D];太原理工大学;2014年

10 郭国柱;小马公司煤矿大倾角主提升系统设计[D];西安科技大学;2013年

，

本文编号：1295573