深井钻机K型井架的动力模型设计.pdfVIP

第4期 机械设计与制造 20l6年 4月 Machinery Design Manufacture 149 深井钻机 K型井架的动力模型设计 华 剑，胡 磊，周思柱 (长江大学 机械结构强度与振动研究所，湖北 荆州 434023) 摘 要：动力模型试验是研究深井钻机井架的动力特性的有效方法。为制作井架的动力模型，基于相似理论分析了K型 井架动力模型与原型之间的相似准则，采用量纲分析以及方程式分析法推导了井架各相似判据的相似比，并以此为依据 设计出井架模型。为满足加工工艺的要求，对部分杆件的长度和截面做了适当调整，在此基础上采用有限元软件分另q对 井架模型和原型进行模态分析，通过对比验证，发现前6阶模态频率的最大相对误差仅为7．70~o／，说明井架模型能准确反 映原型的动力特性，该模型的设计合理。本设计结果为深井钻机井架的模型试验打下了基础。 关键词：深井钻机；井架；相似理论；试验模型；模态分析 中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2016)04—0149—04 DynamicModelDesignoftheK-ShapedDerrickofDeepDrillingRig HUAJian，HULei，ZHOUSi—zhu (InstituteofStrengthandVibrationofMechanicalStructures，YangtzeUniversity，HubeiJingzhou434023，China) Abstract：Thedynamicmodeltestisaneffectivewaytostudythedynamiccharacteristicsofdeepdrilling gderrick．Andthe keytothemodeltestistheestablsihmentofsimilarconstants．Itanalyzessimilraitycriteriabetweenoriginalstructureandthe model，accordingtothedimensionalanalysisme thodnadequationnaalysis．Itdeducedsimilari~ratioofsimilari@criteria， andthedesignofderrickmodelbasedOnit．Consideringhtecircumstancesoftheproductoin，ittookasimplifiedapproachto somepartsofthememberbar．Itcarriedoutmodenat siofthederrickmodelnadtheprototypebasedonthefiniteelement so~waFe，andthemaximumrelativeerrorofthefim 6ordermodalfrequenciesWas7．70％，whichverfi~ditsfeasibilitynad accuracy．Andalloftheseresultsprovided0basisforthemodeltestofthederrickofdeepdriUing KeyW ords：Deep-W eURig；Derrick；SimilarityM ethod；ExperimentModel；ModalAnalysis 1引言 分析了深井钻机井架动力模型与原型之间各相似准则以及 各物理量之间的相似关系 ，据此设计出深井钻机井架的动力 随着全球石油天然气的开采开始呈现出向陆地深层、环境 模型，基于有限元软件进行模态分析，以验证模型设计的正确性。 恶劣区