本文選題：斜直井鉆機(jī)　切入點(diǎn)：齒輪齒條　出處：《西安石油大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：非常規(guī)能源的開(kāi)發(fā)極大的促進(jìn)了鉆井裝備的發(fā)展。本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外新型煤層氣鉆機(jī)(起升)結(jié)構(gòu)、原理等技術(shù)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)煤層氣資源產(chǎn)業(yè)的國(guó)情,提出一種新型的車(chē)載全液壓煤層氣鉆機(jī)方案。該型鉆機(jī)采用齒輪齒條起升傳動(dòng)結(jié)構(gòu),具有便捷的提升能力和加壓鉆進(jìn)能力,非常適用于中淺層定向井(水平井)等斜直井鉆井,是開(kāi)發(fā)以煤層氣為代表的非常規(guī)能源的新型鉆機(jī)。齒輪齒條煤層氣鉆機(jī)關(guān)鍵技術(shù)是齒輪齒條升降系統(tǒng),本文結(jié)合鉆機(jī)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際作業(yè)工況,對(duì)鉆機(jī)齒輪齒條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和靜力學(xué)計(jì)算;利用UG NX軟件對(duì)齒輪齒條嚙合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維實(shí)體建模,經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)仿真和干涉實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了齒輪齒條嚙合傳動(dòng)模型的合理性;然后基于彈性物體接觸問(wèn)題的赫茲理論,實(shí)現(xiàn)齒輪齒條不同嚙合模型的非線性有限元接觸分析,并將有限元結(jié)果與運(yùn)用國(guó)標(biāo)規(guī)范算法得到的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。同時(shí)本文對(duì)起升系統(tǒng)的關(guān)鍵部件側(cè)滑裝置進(jìn)行了靜力學(xué)強(qiáng)度有限元分析,并給予結(jié)構(gòu)優(yōu)化以滿足最大工況下的強(qiáng)度要求,在此基礎(chǔ)上對(duì)側(cè)滑裝置進(jìn)行了UN NX的疲勞仿真有限元分析。最后利用ADAMS仿真軟件對(duì)起升系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了同一載荷不同起升速度下的工作特性的仿真計(jì)算,得到了起升系統(tǒng)不同速度下的部分動(dòng)力學(xué)特性。
[Abstract]:The development of unconventional energy greatly promotes the development of drilling equipment.Based on the investigation and investigation of the structure and principle of a new type of coalbed methane drilling rig at home and abroad and the national conditions of our country's coal bed methane resource industry, a new type of full hydraulic coal bed methane drilling rig is put forward in this paper.This type of drilling rig adopts gear rack hoisting drive structure, has convenient lifting ability and pressure drilling ability, and is very suitable for drilling with inclined straight wells such as directional wells (horizontal wells) in middle and shallow layers.It is a new type of drilling rig for developing unconventional energy represented by coal bed methane (CBM).The key technology of coal bed methane drilling machine with gear rack is gear rack lifting system. This paper designs and calculates the transmission structure of gear rack in combination with the design requirements of drilling rig and actual working conditions.The 3D solid model of gear rack meshing transmission structure is modeled by UG NX software. The rationality of gear rack meshing transmission model is verified by motion simulation and interference experiment, and then based on Hertz theory of elastic object contact problem.The nonlinear finite element contact analysis of different meshing models of gear rack is realized, and the finite element results are compared with the theoretical results obtained by using the national standard specification algorithm.At the same time, the finite element analysis of the statics strength of the sideslip device, which is the key component of the hoisting system, is carried out, and the structure is optimized to meet the strength requirements under the maximum working conditions.On this basis, the fatigue simulation finite element analysis of UN NX is carried out.Finally, the simplified model of the hoisting system is simulated with ADAMS software, and some dynamic characteristics of the hoisting system are obtained under the same load and different lifting velocities.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TE922

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1716167