摘要：棘爪步行器作为石油钻机平移设备的重要组成部件,直接影响着钻机平移。在受力分析的基础上,利用力学原理与方法,建立了一种获得解析解的棘爪步行器力学模型,进一步分析推导获得棘爪步行器构件的力学行为规律及影响因素。实例分析结果表明:棘爪力大小由结构参数决定,与钻机平移载荷呈线性关系;在钻机平移过程中前卡爪力始终小于后卡爪力,前卡爪位置0. 35与0. 50 m附近处为卡爪力变化临界分区点;液缸安装偏差在允许范围内对棘爪步行器受力影响不大。研究结果可为棘爪步行器结构优化设计提供参考。

摘要：卡爪作为棘爪步行器的主要承载部件,直接影响着钻机平移。在受力分析的基础上,利用力学原理与方法,分析推导获得斜面卡爪结构的失效机理及优化方法。实例分析结果表明:斜面卡爪产生附加分力导致其应力值增加,不利于卡爪承载,危险截面出现在卡爪固定处附近;进一步分析得到卡爪失效源于斜面卡爪结构设计缺陷;通过优化卡爪的受力状态、截面参数及制作材质后,卡爪应力值降低量约为54%与77%,这对提高卡爪承载能力是有效的。研究结果可为卡爪的优化设计提供参考。

摘要：棘爪步行器卡爪与滑轨作为石油钻机整体平移装置的主要承载部件,直接影响着钻机平移。文中以棘爪步行器为研究对象,利用力学原理与方法,建立其与滑轨在不同工况下的受力模型并求解,获得卡爪与滑轨的失效机理。实例分析结果表明:同一钻机平移过程中,棘爪无限位工况与限位工况下,滑轨与棘爪及卡爪间相互作用力方向或大小不同,这是由于步行器受力状态发生变化;棘爪无限位工况下,棘爪力增加23%,推移状态步行器前卡爪力增加17%,拉移状态后卡爪力增加41%,这不利于滑轨及卡爪承载。研究结果可为棘爪步行器和滑轨失效与优化设计提供参考。