一种新型钻机——软杆钻机

一种新型钻机——软杆钻机

一、一种新型的钻机—柔杆钻机(论文文献综述)

广州电器科学研究所二室[1](1977)在《一种新型的钻机—柔杆钻机》文中提出 柔杆钻机是一种新型的钻探设备。它包括以环链牵引器为主体的地面设备,柔杆及贮存装置,钻探电机等三大部分(见附图1)。这种钻机是用电动机作为井底动力直接带动钻头旋转切削岩石和克取岩芯。用连续的柔性钻杆(简称柔杆)代替普通的刚性钻杆,由若干液压夹持器组成的环链牵引器夹持柔杆实现连续起下钻。

许士英[2](1981)在《RJ-500型柔杆钻机》文中研究表明 柔杆钻机是一种新型的钻探设备,主要由钻机、柔性钻杆和井底动力钻具三大部分组成。柔杆钻机的主要原理是使用由多层弹性材料制成并具有抗拉、抗扭、抗挤和抗爆强度,能够导通电、通泥浆水,以及有一定的柔性和长度很大的连续性柔性钻杆,来代替普通的地面旋转钻机所使用的不连续刚性钻杆进行钻井;钻井时,钻杆不需转动,由井底动力钻具(钻探电机或涡轮钻具)直接在孔底驱动钻头进行钻井;起下钻时,使用双链式牵引器进行连续起下钻操作。

许士英[3](1981)在《108毫米钻探电机》文中进行了进一步梳理 钻探电机(又称钻井电机、孔内电钻、井底电钻、潜水电钻等)是一种新型的井底动力钻具,系特殊电机,适用于陆地及海洋勘探钻井工程。其钻进原理是使用柔性钻杆或硬性钻杆,把钻探电机下放到井底,直接驱动钻头旋转,切削、破碎岩石和克取岩芯。与传统的地面钻机相比,用钻探电机钻井,具有钻进过程可实现自动化控制、钻进效率高、钻探质量好、能避免事故、节约大量钢材以及适应多种特殊条件下钻井要求等优点。

刘庆[4](2008)在《交流变频电驱动钻机起升系统动载特性研究》文中认为通过调研,掌握了国内外石油钻机的发展现状与趋势,对现有的在用交流变频电驱动钻机进行了分析,了解了其优缺点,为进行电驱动钻机的深入分析奠定了基础。为深入研究交流变频电驱动钻机起升系统的动态特性,本文结合钻井工艺及电驱动钻机的工作过程,对交流变频电驱动钻机起升系统的运动学和动力学进行了理论分析。建立了考虑钢丝绳和井架弹性的起升系统力学模型,即三质量、两自由度的振动系统,推导出了交流变频电驱动钻机起升系统的运动微分方程组。首先在不考虑钻柱与井壁摩擦阻力情况下,对该微分方程组进行了理论求解,得到了起升系统的振动频率、系统的响应和大钩的动载系数,并分析了大钩位移波动和加速度波动特性。然后结合实际的钻具组合和JC30DB-WZ型交流变频电驱动绞车的工作特性,在考虑钻柱与井壁之间摩擦阻力的情况下,得到了微分方程初值问题的数值解,并对求解结果进行了详细分析,得到了考虑摩擦阻力情况下的动载系数。分别对初速度为零和初速度不为零两种工况进行了讨论,为提高绞车控制精度提供了依据。为进一步深入研究钻柱与井壁摩擦阻力对起升系统的影响,在同时考虑电机特性和摩擦阻力的情况下,本文采用了ADAMS仿真软件,对JC30DB-WZ型交流变频电驱动单轴绞车起升系统进行了仿真计算与分析。结果表明:交流变频电驱动钻机在起升过程中存在动载,动载系数会随着起升条件的改变而改变;由于钻柱是直接下放到井底的,在起升过程中,钻柱与井壁之间会产生摩擦,这就使得起升过程的平稳性变差;当考虑钻柱与井壁摩擦产生随机载荷后,加剧了起升过程的不平稳性,使得大钩动载荷增加,滚筒与大钩速度呈现出明显的不均匀性。

广东省柔杆钻机研制组[5](1977)在《DZ—108型钻探电机矿场试验报告》文中认为 一、概述 柔杆钻机是一种新型的钻探设备,是钻探工艺的一次重大技术革命。它可以用于地质、煤田、冶金、石油以及海洋勘探等方面,具有高效、优质、低耗和减轻劳动强度等优点,为钻探工艺的机械化、自动化开创了道路。特别是从金刚石钻进工艺特性和日益发展的前途来看,它具有满足井底高转速的要求,对发展金刚石钻进极为有利。钻探电机(简称电钻)配有减速器,也可适应于硬质合金和钢粒钻进,在起下钻辅助时间方面较机械钻约少60%,钢材磨耗量约省

董辉[6](2016)在《8000m直流电驱动钻机的设计与研究》文中研究指明随着油气资源勘探开发逐步向超深层延伸,中国大陆的西部油气田不断被发现。国内现有的7000m钻机不能完全满足安全钻井工艺的需要,而采用9000m钻机钻井将增加设备投资,并存在设备利用率低的问题,因此,需要为塔里木油田量身设计制造符合该地区钻井工艺的超深井钻机。在兰石以往成熟设计经验和技术储备基础上,引进世界一流的设计、制造技术和先进的设计理念,设计过程完全遵守API和HSE规范,研发适合于塔里木地区8000m钻机。钻机中的旋转设备和提升设备基本都为全新设计。设计中利用数值模拟计算软件,对主要地承载关键件进行了数值模拟计算,确保每个零部件的可靠性和安全性。钻机井架、底座采用新型旋升式结构,具有结构简单、轻便,整体稳定性好的特点。重载提升设备和高压泥浆泵主要部件均采用国产材料,降低了钻机生产成本。钻机采用全数字直流控制技术,是集机、电、液、数字控制于一体的先进产品,钻机的智能化、自动化、网络化、信息化程度高。在厂内对8000m钻机的关键部件进行了试验,测试结果和数值模拟计算结果基本吻合,说明钻机设计合理。ZJ80D钻机在实际作业中具有应对该地区地质构造复杂的良好特性,得到了用户的一致好评,证明此次设计完全达到了设计目标和用户要求。综上,ZJ80D钻机节能、环保、安全性、可靠性高,主要技术性能达到当代同类钻机的国际先进水平。

罗贤勇[7](2008)在《超深井石油钻机提升系统动力学建模与分析》文中研究指明随着世界工业化的进一步发展,对石油产品需耗量越来越大,迫切需要开采地下深层石油,从而超深石油钻机的研制开发也就提上日程。ZJ70/4500DBF石油钻机是应用于7000m石油开采的超深井石油钻探装备。超深井石油钻机自重和负载较大,井架较高,比常规钻机更容易振动变形甚至失效。而且在起下钻过程中,提升系统需按照一定速度要求提起和下放钻杆,在正常工作时,保持对钻杆的一定的作用力,在这三种工况下,钻机提升系统都处于循环工作状态,动载荷变化明显,对钻机的动态性能影响较大。为了确保钻机不发生共振,各个部件的受力都在允许的范围之内,并寻找到运动时间与力、速度、加速度、位移等变量的关系,因此,对钻机提升系统做动力学分析非常必要。本文首先运用三维实体建模软件Pro/E创建钻机提升系统的三维实体模型,通过修改密度来补偿省略结构的质量,以减小误差;然后,为了更加准确的模拟提升系统的振动特性,把有相对运动的或主要受力的单个零件截分为多个零件,而把那些相对固定的、对提升系统动态特性影响不大的零件组合为一个刚体,并在接口程序Mech/Pro中对各个零件的连接部位做定位坐标(Marker),再参照提升系统实际连接情况,运用多刚体动力学软件ADAMS建立对应连接关系,并结合有限元软件ANSYS,对井架系统进行参数识别,同时还运用宏命令创建钻杆的几何模型和动力学模型;最后,通过外界激励下强迫振动的频域分析,求得井架在顶端四个连接点处正弦激励下的振动特性,再通过时域仿真分析,模拟提升系统的起下钻工作过程,并对仿真结果进行分析。通过本文的研究,建立了ZJ70/4500DBF钻机提升系统的动力学模型,获得了提升系统在正弦激励下发生共振的频率范围、相位、幅值和对应的振型,以及在起下钻过程中各个零部件的位移、速度、加速度、力和力矩等与时间关系的曲线,并且从中可以发现最大受力和最大变形的时间和位置。这将为系列超深井钻机产品的设计、优化和控制提供依据,并且提高了系统的稳定性、可靠性,为后继项目仿真平台的开发提供数据基础。

周家惠[8](1981)在《RJ-500型柔杆钻机阶段鉴定》文中研究指明 RJ-500型柔杆钻机阶段性成果鉴定会于1981年4月16日至21日在广州加禾召开.到会代表来自全国煤炭、冶金、地质、石油、铁道、电器、机械等生产部门、科研和大专院校共33个单位,67人. 柔杆钻机是当前国内、外一种新型的钻探设备,其主要特点是用连续的柔性钻杆代替刚性的一根一根的钻杆,井下电机在井底直接驱动钻具进行钻进,这样就大大的节省了钻进过程中的起、下钻具时间,不仅提高了动力利用率,而且提高了钻进效率和钻孔

王素玲[9](2017)在《井下电动钻具的力学性能研究》文中进行了进一步梳理在深井及超深井的石油钻井作业中,相比于目前最常用的液压驱动钻具,本文所研究的井下电动钻具工作时通过电缆由井下电动机为钻头提供钻井动力,电能直接变换为机械能,因此不受其所处的工作深度、空间位置或泥浆液的影响,具有更高的钻井效率。井下电动钻具技术的发展为钻井作业过程的自动化奠定了基础,因此对其进行研究势必受到石油钻井行业的极大重视。保证井下电动钻具实际使用过程中的安全性能,可提升钻井效率以及减少钻井的成本。本文针对电动钻具工作环境的特殊性,对决定其工作寿命的重要零件分别进行了有限元分析及井下钻具系统进行了动力学分析,主要完成了以下研究工作:(1)对比分析了国内外电动钻具的发展现状,列举了目前井下电动钻具的主要类型,根据电动钻具的工作原理,完成了电动钻具的整体结构设计。同时确定了电动钻具的主要参数:功率、电压、力矩、钻压、减速器传动比等,从而确定了井下电动机的输出特性。(2)通过受力分析确定了井下力矩及钻压的传递方向,利用三维建模软件Pro/E建立了电动钻具易损件——电机转轴、定子壳体和输出传动输出轴的有限元分析计算模型,利用有限元分析软件ANSYS,分别对其进行了强度、疲劳强度、模态和线性稳定性等分析,保证了钻具的安全性能指标。(3)利用拉格朗日方程对井下电动钻具系统进行动力学分析,分析并确定了该系统在扭矩作用下的运动规律。由第四章的关键零部件的有限元分析,可知:本文设计电动钻具在扭矩及钻压作用下,易损坏构件的强度、疲劳性、及稳定性等方面都达到要求。由第五章在扭转力的作用下对井下电钻系统进行动力学分析,可知:从角速度曲线来看,电动机运转稳定后,电机轴、减速器部分及钻头处角速度输出曲线的变化是相似的,但角速度波动范围:钻头处的大于减速器处,减速器处大于电机轴处;从弹簧所承受的外力矩第一段扭转弹簧所承受的外力矩变化幅度小于第二段扭转弹簧所承受的外力矩变化幅度。可知在扭转力作用下,波动钻压通过等效后的扭转弹簧对减速器及电机轴的影响逐渐减小。

庞启准[10](1982)在《井下特殊电机的回顾与展望》文中提出 本文结合我所多年来研究井下特殊电机的经验与成就,参考国外特殊电机发展情况,探讨我国发展井下特殊电机的途径。 井下特殊电机的应用 井下特殊电机在石油开采、卤水提升、地质钻探、油井监测、海洋开发、基建施工等部门的应用,已逐步显示出宽广的前景。 潜油电机:潜油电机与多级离心泵组成潜油电泵,潜入几百米乃至几千米深的油井连续抽取井下原油或升液,其效率高、排量大、不需地面建筑、移动方便,又不受井深和油井斜度的限制;电泵损耗的功率使原油加热,有助于减轻油中石腊的析出;同时电泵使油管中的原油有足够的流速,提高了输油管携砂

二、一种新型的钻机—柔杆钻机(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种新型的钻机—柔杆钻机(论文提纲范文)

(4)交流变频电驱动钻机起升系统动载特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪言
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外石油钻机的发展现状与趋势
        1.2.1 国内石油钻机的发展概况
        1.2.2 国外石油钻机的发展概况
        1.2.3 国内外石油钻机在发展水平上的差距
        1.2.4 石油钻机的发展趋势
    1.3 国内石油钻机控制系统发展现状与趋势
    1.4 国内外方法研究现状分析
    1.5 主要研究内容及技术路线
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 研究方法
第二章 石油钻机起升系统概述
    2.1 井架
    2.2 天车、游车、大钩和钢丝绳
        2.2.1 天车和游车
        2.2.2 大钩
        2.2.3 钢丝绳
    2.3 钻机绞车
        2.3.1 功用与结构组成
        2.3.2 绞车的选用
    2.4 刹车机构
        2.4.1 机械刹车功用与使用要求
        2.4.2 辅助刹车
第三章 交流变频电驱动钻机起升系统动载特性研究
    3.1 概述
    3.2 JC30DB-WZ 型交流变频电驱动单轴绞车起升特性分析
    3.3 基于微分方程的交流变频电驱动钻机起升系统动载特性分析
        3.3.1 交流变频电驱动钻机起升系统力学模型的建立与运动微分方程组的推导
        3.3.2 交流变频电驱动钻机起升系统运动微分方程组的解析解
        3.3.3 基于Matlab 的起升系统运动微分方程组的数值解
    3.4 基于传递函数的交流变频电驱动钻机起升系统分析
        3.4.1 交流变频电驱动钻机起升系统的动力学模型
        3.4.2 起升系统运动方程组的建立
        3.4.3 交流变频电驱动钻机起升系统运动方程组的求解及结果
    3.5 基于MATLAB 的交流变频电驱动钻机起升系统动载特性分析
        3.5.1 动力分析
        3.5.2 考虑钻柱摩擦力时大钩动载系数的确定
    3.6 本章小结
第四章 交流变频电驱动钻机起升系统的仿真研究
    4.1 概述
    4.2 ADAMS 软件简介
    4.3 ADAMS 设计流程
    4.4 ADAMS 的分析计算方法
    4.5 交流变频电驱动钻机起升系统仿真建模
    4.6 交流变频电驱动钻机起升系统仿真
        4.6.1 基本载荷的仿真
        4.6.2 交流变频电驱动钻机起升系统实际工作过程的仿真
        4.6.3 考虑系统弹性时交流变频电驱动钻机起升系统的仿真
    4.7 本章小结
第五章 ZJ30DB/1700 型交流变频电驱动钻机工程试验研究
    5.1 概述
    5.2 实钻渤3-斜60 井工程数据
    5.3 ZJ30/1700DB 交流变频电驱动钻机的参数
    5.4 现场工程测试方案、仪器及过程
        5.4.1 检测方案
        5.4.2 检测仪器
        5.4.3 检测步骤
    5.5 试验结果及影响因素分析
        5.5.1 交流变频电驱动钻机起升曲线的绘制与起升性能分析
        5.5.2 死绳固定器处压力变送器采集到的钻机起升过程中的死绳拉力
    5.6 理论研究与现场试验结果对比
        5.6.1 绞车输出扭矩及转速测试结果与理论设计的对比
        5.6.2 起升动载的测试结果与理论计算的对比
    5.7 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

(6)8000m直流电驱动钻机的设计与研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外钻机研究现状
        1.2.1 国外钻机研究现状
        1.2.2 国内钻机现状
    1.3 论文的研究意义、方法和目的
        1.3.1 论文研究意义
        1.3.2 论文研究方法
        1.3.3 论文研究目的
第二章 ZJ80D钻机总体设计
    2.1 ZJ80D钻机技术方案的确定
        2.1.1 设备驱动方案
        2.1.2 绞车传动方案
        2.1.3 泥浆泵选择和驱动方案
        2.1.4 井架和底座结构方案
        2.1.5 动力系统
    2.2 ZJ80D钻机技术参数
第三章 旋转系统设计
    3.1 转盘及驱动装置
    3.2 SL675两用水龙头
        3.2.1 鹅颈管不同压力下数值模拟计算
        3.2.2 装配体的数值模拟计算
第四章 提升系统设计
    4.1 YC585游车
    4.2 DG675大钩
        4.2.1 吊环座数值模拟计算
        4.2.2 钩身数值模拟计算
        4.2.3 装配体数值模拟计算
    4.3 顶驱选用
第五章 绞车的设计和计算
    5.1 绞车总体设计
    5.2 JC80D绞车总体参数计算
        5.2.1 绞车额定功率计算
        5.2.2 起升重量计算
    5.3 滚筒设计
    5.4 刹车系统
        5.4.1 主刹车系统
        5.4.2 辅助刹车系统
第六章 泥浆泵的设计和计算
    6.1 泥浆泵结构选择
    6.2 泥浆泵的计算
        6.2.1 泵基本参数
        6.2.2 泵的流量分析
        6.2.3 泵的瞬时流量
        6.2.4 泵的压头、功率和效率
    6.3 泥浆泵的具体参数
    6.4 泥浆循环系统设计
第七章 井架和底座的设计
    7.1 JJ585/46-K井架
        7.1.1 井架设计的基本参数
        7.1.2 井架的结构型式
    7.2 DZ585/10.5-X底座
        7.2.1 底座的基本参数
        7.2.2 底座的结构型式
    7.3 起升钢丝绳计算
    7.4 井架的数值模拟计算
        7.4.1 数值模拟计算模型
        7.4.2 数值模拟计算载荷
        7.4.3 井架施加载荷模型
        7.4.4 计算结果及分析
第八章 电气控制系统的设计
第九章 ZJ80D钻机试验和使用情况
    9.1 钻机厂内测试试验
        9.1.1 泥浆循环管汇单机试验
        9.1.2 井架和底座起升、下放试验
        9.1.3 ZP375H转盘最大静载荷试验
        9.1.4 泥浆循环系统高压循环试验
    9.2 现场使用情况
        9.2.1 现场使用区域和条件
        9.2.2 钻机使用情况
    9.3 ZJ80D钻机测试和使用结论
第十章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文

(7)超深井石油钻机提升系统动力学建模与分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源与研究的意义
    1.2 国内外石油钻机研究状况
    1.3 课题的任务
    1.4 本文内容安排
2 石油钻机提升系统结构分析
    2.1 引言
    2.2 石油钻机提升系统的结构组成
    2.3 钻机提升系统工作原理
    2.4 本章小结
3 ZJ70/4500DBF 钻机提升系统几何建模和质量补偿
    3.1 引言
    3.2 钻机几何模型的建立
    3.4 质量的补偿
    3.5 本章小结
4 多刚体动力学建模
    4.1 引言
    4.2 模型细化、合并与接口处理
    4.3 动力学建模
    4.4 本章小结
5 动力学仿真分析
    5.1 引言
    5.2 井架系统的频域分析
    5.3 提升系统的时域分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录一:钻杆创建宏命令
附录二:创建 Sforce 的 Matlab 程序
附录三:创建 Sforce 的 ADAMS 宏命令
附录四:刚体名称解释

(9)井下电动钻具的力学性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 井下电动钻具国内外研究现状
    1.3 本文研究目的和内容
第2章 井下电动钻具的结构特征、工作原理及分类
    2.1 井下电动钻具总体结构与工作原理
    2.2 各部分结构特征
        2.2.1 充油式潜水电机
        2.2.2 减速器
        2.2.3 主轴
        2.2.4 压力平衡及补油系统
        2.2.5 密封装置
        2.2.6 减振装置
        2.2.7 遥测系统
        2.2.8 供电及信息传输通道
    2.3 井下电动钻具的类型
第3章 电动钻具井底组合参数与工作特性
    3.1 电动钻具的参数
    3.2 电动钻具的工作特性
第4章 关键零件有限元分析
    4.1 电动钻具受力模型的建立
    4.2 电机转轴的有限元分析
        4.2.1 电机转轴的静力分析
        4.2.2 转子轴的振动模态分析
        4.2.3 转子轴的线性屈曲分析
    4.3 定子壳体的有限元分析
        4.3.1 定子壳体的静力分析
        4.3.2 定子壳体的线性屈曲分析
    4.4 传动输出轴有限元分析
        4.4.1 传动输出轴的静力分析
        4.4.2 传动输出轴的疲劳寿命分析
        4.4.3 传动输出轴的振动模态分析
        4.4.4 传动输出轴的谐响应分析
    4.5 小结
第5章 电动钻具系统动力学分析
    5.1 机械系统动力学分析
    5.2 井下电动钻具在扭矩作用下的动力学分析
第6章 结论及对电动钻具应用前景的展望
    6.1 结论
    6.2 电动钻具的应用前景展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文

四、一种新型的钻机—柔杆钻机(论文参考文献)

  • [1]一种新型的钻机—柔杆钻机[J]. 广州电器科学研究所二室. 特殊电工, 1977(04)
  • [2]RJ-500型柔杆钻机[J]. 许士英. 特殊电工, 1981(01)
  • [3]108毫米钻探电机[J]. 许士英. 特殊电工, 1981(02)
  • [4]交流变频电驱动钻机起升系统动载特性研究[D]. 刘庆. 中国石油大学, 2008(06)
  • [5]DZ—108型钻探电机矿场试验报告[J]. 广东省柔杆钻机研制组. 特殊电工, 1977(04)
  • [6]8000m直流电驱动钻机的设计与研究[D]. 董辉. 西安石油大学, 2016(05)
  • [7]超深井石油钻机提升系统动力学建模与分析[D]. 罗贤勇. 华中科技大学, 2008(05)
  • [8]RJ-500型柔杆钻机阶段鉴定[J]. 周家惠. 地质与勘探, 1981(08)
  • [9]井下电动钻具的力学性能研究[D]. 王素玲. 西南石油大学, 2017(11)
  • [10]井下特殊电机的回顾与展望[J]. 庞启准. 特殊电工, 1982(02)

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一种新型钻机——软杆钻机
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