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《鉆井平臺頂驅(qū)葉片工裝件設(shè)計和耐久試驗研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、汪怡等,鉆井平臺頂驅(qū)葉片工裝件設(shè)計與耐久試驗研究鉆井平臺頂驅(qū)葉片工裝件設(shè)計與耐久試驗研究汪怡,朱榮榮,崔立新(上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司,上海200125)摘要:為有效開展300ft自升式鉆井平臺的耐久試驗,設(shè)計出一款葉片工裝件,以便真實地模擬頂驅(qū)系統(tǒng)進(jìn)行鉆井作業(yè)。通過力學(xué)分析和模擬計算,驗證了所設(shè)計的葉片工裝件不僅具有足夠的強(qiáng)度,而且具有能與頂驅(qū)輸出扭矩達(dá)到平衡狀態(tài)的能力。根據(jù)模擬計算結(jié)果,反推出葉片工裝件低速旋轉(zhuǎn)時對應(yīng)的阻力系數(shù),與耐久試驗實測出的扭矩值推算出的阻力系數(shù)十分接近,從而可以為技術(shù)人員設(shè)計和優(yōu)化葉
2、片工裝件尺寸提供參考。關(guān)鍵詞:耐久試驗;葉片工裝件設(shè)計;阻力系數(shù)中圖分類號:P751文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A【DOI】10.13788/j.cnki.cbgc.2015.Z.005DesignAnalysisandDuringTestresearchforTopDriveBladeModuleofDrillingrigWANGYi,ZHURong-rong,CUILi-xin(ShanghaiZhenhuaHeavyindustriesCo.,Ltd.,Shanghai200125,China)Abstract:Forcarry
3、ingouttheendurancetestforthe300ftjack-updrillingrigefficiently,oneblademodulewasdesignedfortopdrivetosimulatedrillingjob.Bymechanicsanalysisandcalculation,itwasimprovedthattheblademodulehassufficientstrengthandthecapabilitytokeepbalancewithtopdrive.Basedonthecal
4、culationresults,theflowresistancecoefficientofpaddlewaseduced,whichisclosetothateducedfromendurancetestresults.Sotheresistancecoefficientcanbereferredtobydesignerwhendesigningandoptimizingtheblademodule.Keywords:endurancetest;blademoduledesign;resistancecoeffici
5、ent—3—汪怡等,鉆井平臺頂驅(qū)葉片工裝件設(shè)計與耐久試驗研究0引言自升式海洋石油鉆井平臺作為近海海洋油氣開發(fā)的主要裝備,引起了國內(nèi)很多船廠及投資機(jī)構(gòu)的關(guān)注。鉆井平臺上配備的鉆井系統(tǒng)是平臺的主要操作設(shè)備,按照規(guī)格書要求,在交付前必須完成相應(yīng)的系統(tǒng)試驗,驗證鉆井系統(tǒng)的完整性和可靠性。通常要求進(jìn)行持續(xù)8小時甚至48小時的耐久性試驗。如何模擬鉆井工況,完成相關(guān)要求的試驗,需要我們根據(jù)鉆井平臺特點考慮設(shè)計特殊工裝。鉆井平臺的鉆井作業(yè)過程主要是鉆桿在頂驅(qū)驅(qū)動下的回轉(zhuǎn)運(yùn)動,帶動鉆桿頭部鉆頭的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)鉆頭的鉆進(jìn);同時頂驅(qū)通過上部游車,
6、由絞車做上下垂直運(yùn)動實現(xiàn)起下鉆作業(yè)。另外,高壓泥漿系統(tǒng)送出的泥漿將通過立管管匯經(jīng)過頂驅(qū)及鉆桿到達(dá)鉆頭處,實際鉆井作業(yè)中泥漿通過套管和隔水管返回到平臺上的泥漿處理裝置,通過處理分離出鉆屑后再返回泥漿系統(tǒng)。本試驗主要模擬鉆井系統(tǒng)中三個功能:頂驅(qū)扭矩的加載、絞車的上下提升運(yùn)動、泥漿系統(tǒng)的壓力。絞車的載重試驗由獨立的負(fù)載試驗完成,所以在耐久試驗中不做要求,泥漿系統(tǒng)壓力將通過控制鉆頭的出口大小完成,只有頂驅(qū)扭矩將通過轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)在耐久試驗中進(jìn)行控制,對此用戶對扭矩提出了一定的要求。為此必須根據(jù)頂驅(qū)的工作特性,設(shè)計一款滿足試驗扭矩要
7、求的工裝件,以模擬頂驅(qū)進(jìn)行鉆井作業(yè)。需要解決的問題是:所設(shè)計的工裝件的尺寸,在頂驅(qū)的相應(yīng)轉(zhuǎn)速下在水下一定高度旋轉(zhuǎn),所產(chǎn)生的扭矩大小滿足頂驅(qū)試驗要求,同時滿足其本身強(qiáng)度的要求。1工裝件設(shè)計1.1試驗要求—3—汪怡等,鉆井平臺頂驅(qū)葉片工裝件設(shè)計與耐久試驗研究收稿日期:2015-02-03;修回日期:作者簡介:汪怡(1965-),女,高級工程師。主要從事海洋平臺與工程船舶的技術(shù)研究工作?!?—汪怡等,鉆井平臺頂驅(qū)葉片工裝件設(shè)計與耐久試驗研究—3—汪怡等,鉆井平臺頂驅(qū)葉片工裝件設(shè)計與耐久試驗研究根據(jù)平臺耐久試驗大綱,為檢驗整個
8、平臺的電力供應(yīng)系統(tǒng)是否有效,要求頂驅(qū)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),且最大輸出扭矩要達(dá)到62250ft.lbs,即84344N·m。1.2頂驅(qū)輸出特性300ft自升式海洋平臺配備了一臺交流變頻電驅(qū)動頂驅(qū),頂驅(qū)扭矩輸出和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如表1所示。表1頂驅(qū)扭矩輸出特性/r·min-1/Ft.lbs/N·m在/補(bǔ)充參數(shù)名,/后是參數(shù)的單位0*95000*12