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天津钻井工程 钻井机工作组的载荷与强度
发布时间:2015-4-22  

起升、旋转、循环三大系统,是钻井机的主要工作机组。天津钻井工程

钻井机所受的外载荷主要有:大钩裁荷,转盘转矩,泥浆泵泵压。每项载荷施加给一系列零件,而在每零件中引起不同的受力状态,并产生相应的应力状态;不同的应力状态将有不同的失效方式;静强度破坏,疲劳强度破坏,稳定破坏,磨损破坏等。这不只与载荷的大小有关,而且与它作用的时间、次数、方式等也行关系。掌握载荷与强度之间的转化关系(例如载荷大到一定程度,或作用次数过多,都有可能超述强度),人为的控制某些因素,将使钻机能够顺利地适应复杂条件下裁荷的变化,而保证钻井的安全。下面就起升、循环、旋转三大系统购载荷与强度问题加以分析。

一、起升系统

绞车、钢丝绳、游车、天车、大构、井架等属于钻井机的起升系统。起升系统的外载荷主要是最大钩载。在起升系统中一系列的零件部有可能在大钩载游作用下破坏。天津钻井工程

1.大钩载荷

大钩上吊挂着从水龙头到钻头之间的全部钻具,载荷的计算就是钻具重量的计算。不过钻具组成部分饺多,有方钻杆、钻杆、接头、钻铤、钻头。钻挺、钻杆又有不同型号,长短也不一样,但不需要一根根仔细加起来,只作简化计算。

2.起升系统零件中的应力

大钩裁荷通过大钩、游车、钢丝绳传到滚筒轴,零件的应力状态基本上可分为静应力力循环应力两种。从力学我们知道:当零件中的静应力不超过材料的屈服极限时,零件不会破坏,但零件中的循环应力在数值上虽小于屈服极限,而由于它反复的作用,作用相当多的次数后,零件也会破坏,这种破坏叫疲劳破坏。天津钻井工程

二、循环系统

钻井机循环系统由泥浆泵、管线、钻柱、井眼等组成,循环系统的强度破坏一般发生在水龙带和泥浆泵处,为了使一定量的液体通过钻接、钻头冲洗井底,再返回地面。要完成这一过程必须克服液体流动的阻力,而这个阻力是由泥浆泵来克服的,具体说是由泥浆泵的活塞来推动泥浆流动的,因而造成泵的水力裁荷即泵压(即活塞上每平方厘米面积上所受的压力),许用泵压受泵的强度及密封装置和水龙带强度的限制。泥浆泵活塞杆受力后传给系的连杆、曲柄、齿轮等一系列零件这些零件是以活塞杆受力为设计的依据。

三、旋转系统

转盘和水龙头是它的主要部件转盘的转矩是变化的。钻进时,转盘、水龙头的轴承都在旋炼水龙头的主轴承受到钻柱的重力作用,而转盘的主轴承受到垂直负荷较小它只是方钻杆下行时的摩擦力及转台自重。

起下钻时,钻柱要时时卡在转台上,转台承受全部钻柱重量,卸卯时也要在负重下转几圈,在短时间内轴承的轴向栽荷较重。

总之,疲劳强度与静载荷强度突出地反映了钻机各部件、零件受力状况不同,对裁荷的抵抗能力不同。疲劳强度与静强度的差别使人们可以利用来处理特殊的短期事机但是,它不能作为长期超载使用的依据。天津钻井工程

 

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