新型大扭矩螺杆钻具试验台方案设计

论文摘要

随着油田开发的不断深入发展,钻井的难度越来越大,迫使对螺杆钻具性能要求越来越高,随之产生的检测设备——螺杆钻具试验台的使用范围越来越广泛,性能要求越来越高,故大范围大扭矩的螺杆钻具试验台的研究是现在石油钻具行业发展的迫切需求,本课题是根据大港田集团中成机械制造有限公司的现有螺杆钻具试验台改进设计要求,开发、设计一套扭矩为30KNM大功率新型试验台,能够实现直径297MM钻具出厂前的自动全数字化检测,且具有实时监控功能。本课题分析了螺杆钻具的结构特点和理论工作特性,根据螺杆钻具的使用检测标准,重点从机械设计、水路及液压循环系统、电气控制系统及计算机监控系统研究分析,设计了一套功能强大的新型螺杆钻具试验台。机械部分改进了试验台的基础床身结构、装卡结构及传动装置等,满足了不同规格螺杆钻具的装卡,能够适应不同规格钻具的有效装卡,并使整个装卡结构和工作台移动实现全自动化。水循环系统满足50L/S的超大流量要求;液压控制系统控制钻具夹紧和松开并能沿轴向移动,适应不同规格的钻具装夹。本机供电功率达2000KW,加载控制系统设计采用了带有公共直流母线的电功率封闭系统,用电功率的70%反馈回电网,节能效果显著。转速、扭矩数据采集采用德国HBM公司TF10型扭矩传感器,计算机监控系统的应用,填补了原设备只能控制测试不能全程监控运营情况的缺点,工业电视监控系统的应用提高了试验台的整体性能,增加了试验的可靠性。本课题从以上几个方面对螺杆钻具试验台进行设计研究,改进了原有试验台的弊端,扩大了钻具的使用范围,提高了试验台的使用性能,更好地保证了钻具的性能测试,给螺杆钻具的使用提供了保障,给企业单位提高了经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题来源及选题的目的及意义
• 1-1-1 课题来源
• 1-1-2 选题目的及意义
• §1-2 国内外研究状况
• 1-2-1 螺杆钻具国内外研究状况
• 1-2-2 螺杆钻具试验台国内外研究状况
• §1-3 学术构想及研究内容
• 第二章 螺杆钻具的结构原理及理论特性
• §2-1 螺杆钻具的结构组成
• 2-1-1 旁通阀总成
• 2-1-2 防掉总成
• 2-1-3 马达总成
• 2-1-4 万向轴总成
• 2-1-5 传动轴总成
• §2-2 螺杆钻具的理论特性
• 2-2-1 理论工作特性
• 2-2-2 输出扭矩M与压差△p特性关系
• 2-2-3 总效率η与压差△p特性关系
• §2-3 螺杆钻具的试验规范要求
• 2-3-1 试验项目
• 2-3-2 试验方法及要求
• 2-3-3 试验性能参数曲线
• 2-3-4 其它
• §2-4 本章小节
• 第三章 总体设计要求及基本数据
• §3-1 测量参数及性能要求
• 3-1-1 测量参数
• 3-1-2 试验台性能
• §3-2 设计参数及标准
• 3-2-1 主要技术指标
• 3-2-2 设计依据的标准
• 3-2-3 设计遵循的原则
• 3-2-4 设计特点及功能要求
• §3-3 本章小节
• 第四章 螺杆钻具试验台整体结构及设计
• §4-1 主体设计方案
• 4-1-1 基础部件
• 4-1-2 装卡部件
• 4-1-3 分水总成
• 4-1-4 其他部件
• §4-2 水路循环系统
• 4-2-1 供液方案选用
• 4-2-2 整体循环方案
• §4-3 液压控制系统
• 4-3-1 液压站基本信息
• 4-3-2 液压控制图
• §4-4 电气控制系统
• 4-4-1 电气设备选用
• 4-4-2 变频调速控制系统
• §4-5 本章小节
• 第五章 自动控制及监控系统
• §5-1 自动控制系统
• §5-2 监控系统
• 5-2-1 监控系统功能
• 5-2-2 工业电视监视系统
• §5-3 本章小节
• 第六章 结论
• §6-1 改进设计后新旧功能对比
• §6-2 结论
• 参考文献
• 致谢