摘要：动力模型试验是研究深井钻机井架的动力特性的有效方法。为制作井架的动力模型,基于相似理论分析了K型井架动力模型与原型之间的相似准则,采用量纲分析以及方程式分析法推导了井架各相似判据的相似比,并以此为依据设计出井架模型。为满足加工工艺的要求,对部分杆件的长度和截面做了适当调整,在此基础上采用有限元软件分别对井架模型和原型进行模态分析,通过对比验证,发现前6阶模态频率的最大相对误差仅为7.70%,说明井架模型能准确反映原型的动力特性,该模型的设计合理。本设计结果为深井钻机井架的模型试验打下了基础。

摘要：深井钻机井架的动力特性极大影响着钻机钻进效率及结构安全,以缩尺比为1∶10的深井钻机井架动力模型为研究对象,采用数值分析的方法完成了模型井架的动力特性分析,应用冲击激励法对模型井架进行了动态特性测试。对比分析结果表明:仿真计算与实测的前5阶模态频率的相对误差均在10%以内且振型曲线大致相同,说明简化的有限元数学模型能够有效的反映出结构在低频段的频率与振型曲线特性,同时也验证了井架动力模型有效性,实测与仿真结果均表明转盘是引起结构低阶共振的主要原因。研究结果可为深井钻机K型井架的动态设计和结构动力修改提供理论依据。

摘要：塔里木油田通过采用美国GTI混合燃料系统、德国HZM混合燃料系统、济柴燃气机组对深井钻机动力进行气化示范。通过GTI、HZM混合燃料系统、济柴三种机型的燃气机组在深井钻机上的适用性试验研究,形成了深井钻机动力气化配套技术和规范;并对混合燃料系统和燃气机组进行了关键配套技术的研究与试验,设计了CNG减压撬、LNG气化撬、储能缓冲装置、快速切换装置等一系列配套设备,实现钻井作业大气污染物排放量降低30%,燃料成本降低15%-20%。通过对混合燃料技术和燃气机技术的适用性试验研究,建立了深井钻机气化示范模式。混合燃料技术柴油替代率在30%-60%左右时,各种工况都能达到较好的机组性能和经济效益,具有良好的经济和社会效益,安全、可靠,节能减排效果好,推广应用价值高。

摘要：以油田普遍使用的深井钻机钻杆自动传送装置为研究对象,对比分析国内外几种成熟的7000 m钻机使用的深井钻机钻杆自动传送装置,设计新型深井钻机钻杆自动传送装置,目的在于提高钻杆等管状钻具的输送效率和安全性。通过实验法,研究钻杆运送过程的受力情况,计算出装置最大受力位置和工作角度,设计深井钻机钻杆自动传送装置的总体结构。采用Solid Edge软件对载重臂等关键部件进行力学仿真计算、校核并制作样机测试系统,对相关数据进行运行操作,进一步优化结构设计,确定最优设计方案。

摘要：随着钻井深度不断地加深,大功率、高性能的绞车呈逐年增长趋势。大功率的绞车就必须采用多电机同步驱动,解决好多电机同步控制关键就是找到一种新的控制方法来消除或减小多电机之间转矩差值。针对这个问题,以7000 m变频钻机为研究对象,借鉴了国内在多电机控制方面的各种方案对比,找出更适合绞车多电机同步控制方法 -主从同步控制。解决好多电机同步性的问题,为未来超深井钻机绞车的研制奠定科学依据。

摘要：针对深井钻机钻进过程实现自动化控制进行设计,采用基于PLC自动控制的自动钻进过程,通过拉力传感器反馈的参数,控制器能够自动控制使钻头一直保持在一定范围内的轴压,根据逻辑关系使钻头的转速与轴压保持在最佳状态下工作,大大提高了工作效率。控制器采用EX2N-38MR-70H(-2AD2DA)型号,集触摸屏与PLC控制于一体,占用空间小,界面可自定义,工作过程参数一目了然,且根据不同的地质情况可人工控制触摸屏修改参数,操作简单,维护方便。

摘要：钻机在使用过程中,振动普遍较大,为了从设计源头减小振动,需对钻机井架及底座进行结构动力修改。文中利用灵敏度仿真分析,快速找到影响特定阶次固有频率的结构,通过改变钢结构截面尺寸来调整钻机的固有频率,从而规避激振源的频率区间,减小振动的影响。

摘要：绞车作为深井钻机提升系统的主要动力设备,其设计的先进性对钻机整体的性能、效率及成本控制均有着重要意义。目前国内外普遍采用异步变频电动机和齿轮减速箱作为绞车传动装置,该机构存在低速(恒压、恒速钻进)不稳定、结构复杂、维护工作量大、能耗成本高等问题。本文在现有钻机提升动力设计技术的基础上,提出了一种永磁同步电机在深井钻机绞车提升系统中的设计方案及其应用案例。根据永磁同步电机自身特点设计了一种无减速箱的双电机直驱系统,基于矢量闭环控制技术设计了相应的电控系统,在实际施工现场对其典型运行特性进行了测试分析,与同井场、同型号传统电动钻机的能耗对比分析表明,永磁同步电机绞车具有结构更为简单、维护及能耗成本更低的特点。

摘要：根据钻机底座要实现的功能,设计了一种新型钻机底座。详细介绍了该底座的结构(由左右基座、前左右支腿、后左右支架、立根盒、转盘梁、绞车底座及动力机座等主要构件组成)、安装(按底座前台、后台总装图进行)和使用注意(应避免骤加载荷,防止产生过大的冲击负荷;按计划定期进行现场外观检查)。

摘要：介绍了3000 m深井钻机并车箱的设计和热平衡分析计算,根据计算结果,确定了外置强制冷却的方案和具体实施细节,结合工程实例和公式计算,设计了并车箱热平衡计算程序。