DQ-90型頂驅(qū)虛擬樣機(jī)構(gòu)建及其可靠性設(shè)計(jì)研究.pdf

1、頂驅(qū)，簡(jiǎn)稱頂驅(qū)，是現(xiàn)代高新石油技術(shù)裝備之一。頂驅(qū)的出現(xiàn)替代了傳統(tǒng)的方鉆桿轉(zhuǎn)盤鉆井方法，頂驅(qū)由大鉤懸掛在井架空間上部，自身大功率電機(jī)直接旋轉(zhuǎn)鉆柱，隨游車沿專用導(dǎo)軌向下送進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)方鉆桿轉(zhuǎn)盤鉆井法的所有操作。經(jīng)過(guò)30多年的不斷發(fā)展，頂驅(qū)技術(shù)不斷推陳出新，近年來(lái)隨著油氣資源鉆探的深層化，研究和開(kāi)發(fā)用于深井和超深井鉆探頂驅(qū)的需求亟待解決。
　　DQ-90型頂驅(qū)，該種型號(hào)頂驅(qū)專門用于9000m超深井鉆探。鉆探過(guò)程中頂驅(qū)面臨復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境

2、，存在諸多問(wèn)題，仍需不斷改進(jìn)，必須借助虛擬樣機(jī)這種現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和理論，對(duì)頂驅(qū)進(jìn)行全方位全壽命的研究和開(kāi)發(fā)。本文主要圍繞構(gòu)建DQ-90型頂驅(qū)虛擬樣機(jī)進(jìn)行探索和研究，為該型號(hào)頂驅(qū)裝置的設(shè)計(jì)和研究提供一種方法和理論依據(jù)。
　　本課題首先對(duì)頂驅(qū)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行分析研究?；诋?dāng)前頂驅(qū)技術(shù)，分析比較了頂驅(qū)三大總成功能模塊幾種典型的結(jié)構(gòu)，參照9000m鉆井深度頂驅(qū)的設(shè)計(jì)要求，提出一套適合該型號(hào)頂驅(qū)的結(jié)構(gòu)形式。其次引入虛擬樣機(jī)，分析研究了頂驅(qū)虛

3、擬樣機(jī)原型系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，闡明虛擬樣機(jī)的功能模型及實(shí)現(xiàn)虛擬樣機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。在SolidWorks軟件環(huán)境中，按照頂驅(qū)功能模塊組成，利用模塊化建模的思想構(gòu)建了DQ-90型頂驅(qū)的虛擬樣機(jī)。最后對(duì)虛擬樣機(jī)的可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，分析討論了基于虛擬樣機(jī)的可靠性設(shè)計(jì)、分析及仿真方法。利用可靠性設(shè)計(jì)方法，基于ANSYS-PDS對(duì)頂驅(qū)主軸進(jìn)行靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)分析，得到當(dāng)前虛擬樣機(jī)主軸設(shè)計(jì)參數(shù)下頂驅(qū)主軸的可靠度，并根據(jù)影響主軸可靠性多個(gè)因素的主次順序提出