钻井平台顶驱叶片工装件设计和耐久试验研究

《钻井平台顶驱叶片工装件设计和耐久试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、汪怡等，钻井平台顶驱叶片工装件设计与耐久试验研究钻井平台顶驱叶片工装件设计与耐久试验研究汪怡，朱荣荣，崔立新（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海200125）摘要：为有效开展300ft自升式钻井平台的耐久试验，设计出一款叶片工装件，以便真实地模拟顶驱系统进行钻井作业。通过力学分析和模拟计算，验证了所设计的叶片工装件不仅具有足够的强度，而且具有能与顶驱输出扭矩达到平衡状态的能力。根据模拟计算结果，反推出叶片工装件低速旋转时对应的阻力系数，与耐久试验实测出的扭矩值推算出的阻力系数十分接近，从而可以为技术人员设计和优化叶

2、片工装件尺寸提供参考。关键词：耐久试验；叶片工装件设计；阻力系数中图分类号：P751文献标志码：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，钻井平台顶驱叶片工装件设计与耐久试验研究0引言自升式海洋石油钻井平台作为近海海洋油气开发的主要装备，引起了国内很多船厂及投资机构的关注。钻井平台上配备的钻井系统是平台的主要操作设备，按照规格书要求，在交付前必须完成相应的系统试验，验证钻井系统的完整性和可靠性。通常要求进行持续8小时甚至48小时的耐久性试验。如何模拟钻井工况，完成相关要求的试验，需要我们根据钻井平台特点考虑设计特殊工装。钻井平台的钻井作业过程主要是钻杆在顶驱驱动下的回转运动，带动钻杆头部钻头的转动实现钻头的钻进；同时顶驱通过上部游车，

6、由绞车做上下垂直运动实现起下钻作业。另外，高压泥浆系统送出的泥浆将通过立管管汇经过顶驱及钻杆到达钻头处，实际钻井作业中泥浆通过套管和隔水管返回到平台上的泥浆处理装置，通过处理分离出钻屑后再返回泥浆系统。本试验主要模拟钻井系统中三个功能：顶驱扭矩的加载、绞车的上下提升运动、泥浆系统的压力。绞车的载重试验由独立的负载试验完成，所以在耐久试验中不做要求，泥浆系统压力将通过控制钻头的出口大小完成，只有顶驱扭矩将通过转速的调节在耐久试验中进行控制，对此用户对扭矩提出了一定的要求。为此必须根据顶驱的工作特性，设计一款满足试验扭矩要

7、求的工装件，以模拟顶驱进行钻井作业。需要解决的问题是：所设计的工装件的尺寸，在顶驱的相应转速下在水下一定高度旋转，所产生的扭矩大小满足顶驱试验要求，同时满足其本身强度的要求。1工装件设计1.1试验要求—3—汪怡等，钻井平台顶驱叶片工装件设计与耐久试验研究收稿日期：2015-02-03；修回日期：作者简介：汪怡（1965-），女，高级工程师。主要从事海洋平台与工程船舶的技术研究工作。—3—汪怡等，钻井平台顶驱叶片工装件设计与耐久试验研究—3—汪怡等，钻井平台顶驱叶片工装件设计与耐久试验研究根据平台耐久试验大纲，为检验整个

8、平台的电力供应系统是否有效，要求顶驱连续运转，且最大输出扭矩要达到62250ft.lbs，即84344N·m。1.2顶驱输出特性300ft自升式海洋平台配备了一台交流变频电驱动顶驱，顶驱扭矩输出和转速之间的关系如表1所示。表1顶驱扭矩输出特性/r·min-1/Ft.lbs/N·m在/补充参数名，/后是参数的单位0*95000*12