超深井石油鉆機(jī)提升系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與分析.pdf

1、隨著世界工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)石油產(chǎn)品需耗量越來(lái)越大，迫切需要開(kāi)采地下深層石油，從而超深石油鉆機(jī)的研制開(kāi)發(fā)也就提上日程。ZJ70/4500DBF 石油鉆機(jī)是應(yīng)用于7000m 石油開(kāi)采的超深井石油鉆探裝備。超深井石油鉆機(jī)自重和負(fù)載較大，井架較高，比常規(guī)鉆機(jī)更容易振動(dòng)變形甚至失效。而且在起下鉆過(guò)程中，提升系統(tǒng)需按照一定速度要求提起和下放鉆桿，在正常工作時(shí)，保持對(duì)鉆桿的一定的作用力，在這三種工況下，鉆機(jī)提升系統(tǒng)都處于循環(huán)工作狀態(tài)，動(dòng)載荷變化明

2、顯，對(duì)鉆機(jī)的動(dòng)態(tài)性能影響較大。 為了確保鉆機(jī)不發(fā)生共振，各個(gè)部件的受力都在允許的范圍之內(nèi)，并尋找到運(yùn)動(dòng)時(shí)間與力、速度、加速度、位移等變量的關(guān)系，因此，對(duì)鉆機(jī)提升系統(tǒng)做動(dòng)力學(xué)分析非常必要。 本文首先運(yùn)用三維實(shí)體建模軟件Pro/E 創(chuàng)建鉆機(jī)提升系統(tǒng)的三維實(shí)體模型，通過(guò)修改密度來(lái)補(bǔ)償省略結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，以減小誤差；然后，為了更加準(zhǔn)確的模擬提升系統(tǒng)的振動(dòng)特性，把有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的或主要受力的單個(gè)零件截分為多個(gè)零件，而把那些相對(duì)固定的、對(duì)提升

3、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性影響不大的零件組合為一個(gè)剛體，并在接口程序Mech/Pro中對(duì)各個(gè)零件的連接部位做定位坐標(biāo)（Marker），再參照提升系統(tǒng)實(shí)際連接情況，運(yùn)用多剛體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS 建立對(duì)應(yīng)連接關(guān)系，并結(jié)合有限元軟件ANSYS，對(duì)井架系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，同時(shí)還運(yùn)用宏命令創(chuàng)建鉆桿的幾何模型和動(dòng)力學(xué)模型；最后，通過(guò)外界激勵(lì)下強(qiáng)迫振動(dòng)的頻域分析，求得井架在頂端四個(gè)連接點(diǎn)處正弦激勵(lì)下的振動(dòng)特性，再通過(guò)時(shí)域仿真分析，模擬提升系統(tǒng)的起下鉆工作過(guò)程，并對(duì)