本文關(guān)鍵詞：煤礦用大口徑工程井液壓鉆機(jī)起升系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：近年來(lái),瓦斯的治理與利用,對(duì)嚴(yán)重危及煤礦安全生產(chǎn)的瓦斯進(jìn)行先期處置,已成為全國(guó)工業(yè)安全工作的重中之重。但是,與此相對(duì)應(yīng)的煤礦瓦斯排放井的施工,卻面臨著諸多問(wèn)題。最突出的一點(diǎn)是國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出專門(mén)用于大口徑瓦斯排放井施工的鉆機(jī),現(xiàn)階段只能采用水文水井鉆機(jī)和石油鉆機(jī)勉強(qiáng)施工,存在鉆井周期長(zhǎng)、鉆進(jìn)效率低、先進(jìn)的鉆井工藝不匹配等問(wèn)題,嚴(yán)重地制約了該領(lǐng)域工程施工的發(fā)展。在專用瓦斯排放井鉆機(jī)需求日益迫切的情況下,本課題結(jié)合現(xiàn)有資源,立足煤礦大口徑瓦斯排放井鉆機(jī)的開(kāi)發(fā),針對(duì)鉆機(jī)的起升系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)研究。起升系統(tǒng)是鉆機(jī)的核心機(jī)組之一,對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)研究必將對(duì)整套鉆機(jī)的最終成型起到巨大的推動(dòng)作用。本研究首先參考國(guó)內(nèi)、外先進(jìn)的液壓鉆機(jī)起升系統(tǒng),確定了煤礦用大口徑工程井液壓鉆機(jī)起升系統(tǒng)的基本構(gòu)成——井架、底座、起升液壓缸、游動(dòng)滑輪組。而后從最關(guān)鍵的設(shè)備(起升液壓缸)入手,在基于降低系統(tǒng)供油流量需求的思想之上,提出了3種復(fù)合液缸結(jié)構(gòu),再以起升速度和供油流量為比較條件,最后通過(guò)計(jì)算比較、部件校核等方式確定了液缸設(shè)計(jì)方案。然后,鑒于瓦斯排放井施工工藝的特殊性,本研究對(duì)瓦斯排放井鉆機(jī)所用轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算,參考石油、煤礦行業(yè)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)出一只液壓驅(qū)動(dòng)的雙快速軸轉(zhuǎn)盤(pán)。又因井架不再承受大鉤載荷,本課題參考石油鉆機(jī)A型井架結(jié)構(gòu),根據(jù)便于安裝、移運(yùn)的要求,設(shè)計(jì)出一種兩大腿平行、大腿呈空間桁架結(jié)構(gòu)的輕便井架,可地面組裝后采用撐桿法進(jìn)行整體起升。最后,結(jié)合煤礦瓦斯排放井施工的實(shí)際要求,考慮到鉆機(jī)底座不需懸掛防噴器這一因素,從而設(shè)計(jì)了一套單層箱式低位底座,并在其上部設(shè)有轉(zhuǎn)盤(pán)滑移系統(tǒng),以保證大孔徑鉆頭順利通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)面。
【關(guān)鍵詞】：起升系統(tǒng) 液壓鉆機(jī) 瓦斯排放井鉆機(jī) 液壓轉(zhuǎn)盤(pán) 復(fù)合液缸
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD712.63
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題來(lái)源及研究意義10
• 1.2 煤礦工程井鉆井工藝10-13
• 1.2.1 煤礦用大口徑工程井鉆井現(xiàn)狀11
• 1.2.2 新工藝之氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)11-12
• 1.2.3 新工藝之氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)12-13
• 1.3 鉆機(jī)液壓起升系統(tǒng)現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 液壓起升鉆機(jī)簡(jiǎn)述13-14
• 1.3.2 典型液壓起升系統(tǒng)14-17
• 1.4 國(guó)內(nèi)外大型液壓缸現(xiàn)狀17-18
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)介19-23
• 2.1 起升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介19-20
• 2.2 起升系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介20-22
• 2.3 起升系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)22-23
• 第三章 起升液壓缸設(shè)計(jì)研究23-71
• 3.1 起升液壓缸設(shè)計(jì)要求23
• 3.2 設(shè)計(jì)選材及前期計(jì)算23-24
• 3.3 起升液壓缸設(shè)計(jì)分析24-30
• 3.3.1 液壓缸a檔位分析24-26
• 3.3.2 液壓缸b檔位分析26-29
• 3.3.3 液壓缸c檔位分析29-30
• 3.4 起升液壓缸參數(shù)計(jì)算30-38
• 3.4.1 液壓缸a參數(shù)計(jì)算30-33
• 3.4.2 液壓缸b參數(shù)計(jì)算33-36
• 3.4.3 液壓缸c參數(shù)計(jì)算36-38
• 3.5 最優(yōu)方案的確定方法38-43
• 3.5.1 最優(yōu)方案的確定方法38-39
• 3.5.2 不同方案的比較原則39-40
• 3.5.3 徑向參數(shù)的定性分析40-43
• 3.6 設(shè)計(jì)方案的尋優(yōu)計(jì)算43-59
• 3.6.1 液壓缸a最優(yōu)方案43-46
• 3.6.2 液壓缸b最優(yōu)方案46-51
• 3.6.3 液壓缸c最優(yōu)方案51-59
• 3.7 主要零部件設(shè)計(jì)校核59-66
• 3.7.1 液壓缸a主要零部件設(shè)計(jì)與校核59-63
• 3.7.2 液壓缸b主要零部件設(shè)計(jì)與校核63-65
• 3.7.3 液壓缸c主要零部件設(shè)計(jì)與校核65-66
• 3.8 最終設(shè)計(jì)方案的確定66-67
• 3.9 密封與導(dǎo)向設(shè)計(jì)選型67-71
• 3.9.1 活塞密封67-69
• 3.9.2 活塞導(dǎo)向69
• 3.9.3 活塞桿密封69-70
• 3.9.4 活塞桿防塵70
• 3.9.5 活塞桿導(dǎo)向70-71
• 第四章 游動(dòng)軛設(shè)計(jì)計(jì)算71-80
• 4.1 游動(dòng)軛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介71
• 4.2 起升鋼絲繩選用71-72
• 4.3 滑輪設(shè)計(jì)計(jì)算72-73
• 4.4 滑輪軸的設(shè)計(jì)73-74
• 4.4.1 滑輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73
• 4.4.2 滑輪軸強(qiáng)度校核73-74
• 4.4.3 滑輪軸剛度校核74
• 4.5 軸承選型計(jì)算74-76
• 4.5.1 軸承靜載計(jì)算74-75
• 4.5.2 軸承壽命計(jì)算75-76
• 4.6 橫梁設(shè)計(jì)計(jì)算76-79
• 4.6.1 橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)76-77
• 4.6.2 橫梁校核設(shè)計(jì)77-79
• 4.7 導(dǎo)向輪組設(shè)計(jì)79-80
• 第五章 液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)計(jì)80-94
• 5.1 液壓轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu)選定80-81
• 5.2 液壓馬達(dá)選型計(jì)算81-82
• 5.3 轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)82-86
• 5.3.1 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算82-84
• 5.3.2 齒輪強(qiáng)度校核84-86
• 5.4 轉(zhuǎn)盤(pán)快速軸的設(shè)計(jì)86-89
• 5.4.1 快速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)86
• 5.4.2 快速軸強(qiáng)度校核86-89
• 5.5 轉(zhuǎn)盤(pán)軸承選型計(jì)算89-91
• 5.5.1 快速軸軸承選型計(jì)算89-90
• 5.5.2 轉(zhuǎn)盤(pán)主軸承選型計(jì)算90-91
• 5.6 鍵連接的設(shè)計(jì)計(jì)算91-93
• 5.6.1 快速軸鍵連接設(shè)計(jì)計(jì)算91-92
• 5.6.2 大齒輪銷(xiāo)連接設(shè)計(jì)計(jì)算92-93
• 5.7 轉(zhuǎn)盤(pán)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93-94
• 第六章 井架及底座設(shè)計(jì)94-99
• 6.1 井架基本要求94
• 6.2 井架結(jié)構(gòu)選定94-95
• 6.3 底座基本要求95-96
• 6.4 底座結(jié)構(gòu)選定96-97
• 6.5 轉(zhuǎn)盤(pán)移位裝置97-99
• 結(jié)論99-101
• 參考文獻(xiàn)101-105
• 致謝105

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