DQ-90型頂驅虛擬樣機構建及其可靠性設計研究.pdf

1、頂驅，簡稱頂驅，是現(xiàn)代高新石油技術裝備之一。頂驅的出現(xiàn)替代了傳統(tǒng)的方鉆桿轉盤鉆井方法，頂驅由大鉤懸掛在井架空間上部，自身大功率電機直接旋轉鉆柱，隨游車沿專用導軌向下送進，可實現(xiàn)傳統(tǒng)方鉆桿轉盤鉆井法的所有操作。經過30多年的不斷發(fā)展，頂驅技術不斷推陳出新，近年來隨著油氣資源鉆探的深層化，研究和開發(fā)用于深井和超深井鉆探頂驅的需求亟待解決。
　　DQ-90型頂驅，該種型號頂驅專門用于9000m超深井鉆探。鉆探過程中頂驅面臨復雜的地質環(huán)境

2、，存在諸多問題，仍需不斷改進，必須借助虛擬樣機這種現(xiàn)代化的設計方法和理論，對頂驅進行全方位全壽命的研究和開發(fā)。本文主要圍繞構建DQ-90型頂驅虛擬樣機進行探索和研究，為該型號頂驅裝置的設計和研究提供一種方法和理論依據。
　　本課題首先對頂驅的結構組成進行分析研究?；诋斍绊旘尲夹g，分析比較了頂驅三大總成功能模塊幾種典型的結構，參照9000m鉆井深度頂驅的設計要求，提出一套適合該型號頂驅的結構形式。其次引入虛擬樣機，分析研究了頂驅虛

3、擬樣機原型系統(tǒng)的體系結構，闡明虛擬樣機的功能模型及實現(xiàn)虛擬樣機的關鍵技術。在SolidWorks軟件環(huán)境中，按照頂驅功能模塊組成，利用模塊化建模的思想構建了DQ-90型頂驅的虛擬樣機。最后對虛擬樣機的可靠性設計進行研究，分析討論了基于虛擬樣機的可靠性設計、分析及仿真方法。利用可靠性設計方法，基于ANSYS-PDS對頂驅主軸進行靜強度可靠性設計分析，得到當前虛擬樣機主軸設計參數(shù)下頂驅主軸的可靠度，并根據影響主軸可靠性多個因素的主次順序提出