鉆井往復(fù)泵動(dòng)力端結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及動(dòng)力學(xué)仿真分析.pdf

1、作為實(shí)施鉆井工藝的主要設(shè)備，鉆井往復(fù)泵是鉆機(jī)中最重要的設(shè)備之一，是鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。在當(dāng)今能源緊缺的形勢(shì)下，鉆井往復(fù)泵作為節(jié)能產(chǎn)品在眾多的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用。
　　本文重點(diǎn)針對(duì)1800HP的鉆井往復(fù)泵的動(dòng)力端主要零部件（主要指曲軸連桿機(jī)構(gòu)）作為研究對(duì)象，利用了力學(xué)知識(shí)、有限元分析以及多體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)鉆井往復(fù)泵的動(dòng)力端的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真分析研究。本文所做的主要的工作如下:
　　利用繪圖軟件soildw

2、orks構(gòu)建了鉆井往復(fù)泵動(dòng)力端的三維模型，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)原理，建立了鉆井往復(fù)泵動(dòng)力端主要零部件的力學(xué)模型。推導(dǎo)出曲軸連桿機(jī)構(gòu)在整個(gè)工作過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及在一個(gè)沖程范圍內(nèi)的各個(gè)零部件間的受力情況，為之后有限元分析以及動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　運(yùn)用simulation對(duì)連桿的最大拉伸及最大壓縮工況進(jìn)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)度分析，并確定連桿的危險(xiǎn)點(diǎn);并分別改變連桿危險(xiǎn)點(diǎn)尺寸，運(yùn)用趨勢(shì)跟蹤器來跟蹤測(cè)量連桿質(zhì)量、應(yīng)力、形變的變化情況。并運(yùn)用有

3、限元分析軟件workbench對(duì)鉆井往復(fù)泵的曲軸隨曲軸轉(zhuǎn)角每隔30°進(jìn)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)度分析，發(fā)現(xiàn)在曲軸轉(zhuǎn)角為316°時(shí)曲軸受到的應(yīng)力最大，最大應(yīng)力值也是符合設(shè)計(jì)要求的。
　　對(duì)鉆井往復(fù)泵動(dòng)力端關(guān)鍵部件進(jìn)行模態(tài)及諧響應(yīng)分析，主要計(jì)算了連桿及曲軸的前6階固有頻率及陣型，分析發(fā)生共振頻率及對(duì)部件振動(dòng)的影響規(guī)律。
　　采用多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS對(duì)1800HP的鉆井往復(fù)泵動(dòng)力端進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真分析，并得到鉆井往復(fù)泵動(dòng)力端重要零部件運(yùn)