XSL675型旋扣水龙头提环有限元分析.pdf

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1、2016拄第45卷石油矿场机械第1期第46页0ILFIELDEQUIPMENT2016，45(1)：46—50文章编号：1001—3482(2016)0i-0046—05XSL675型旋扣水龙头提环有限元分析冯庆东。，张林海，侯宇。，冯耀东，任义磊(1．南阳二机石油装备(集团)有限公司，河南南阳473006；2．南阳理工学院机械与汽车工程学院，河南南阳473004)摘要：根据石油钻机XSL675型旋扣水龙头提环的设计图，通过UG建立其整体三维实体模型，按照APISpec8C规范要求和材料的抗拉性能试验数据，确定本构关系和加

2、载方式。运用ABAQUS有限元分析软件，计算了提环在额定载荷和超负荷条件下的应力状况，分析了提环的应力分布规律。并根据APISpec8C规范要求设置危险下限和安全上限，显示了提环的危险区域和安全区域，提出了改进和优化措施，为石油钻机旋扣水龙头提环的安全设计和结构优化提供参考。关键词：提升系统；旋扣水龙头；提环；应力分析中图分类号：TE926文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1()()1—3482．2O16．01．0llFiniteElementAnalysisonXSL675SwivelBailofOil

3、DrillingRigFENGQingdong，ZHANGLinhai。，HOUYu，FENGYaodong，RENYilei(1．RGPetro—Machinery(Group)Co．，Ltd．，Nanyang473006，China；2．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，NanyangInstituteofTechnology，Nanyang473004，China)Abstract：Basedonthedesigndrawings，XSL675rotatingscr

4、ewswivelbailofoildrillingrigwasmodeledinthree—dimensionentitiesbyusingUGprogramming．AccordingtotheAPISpec8Cspecificationandmaterialtensiletestdata．theconstitutiverelationandloadingmodewereestablished．Thestressstatesoftheswivelbailwiththeratedloadandoverloadwerenum

5、ericallyin—vestigatedusingthefiniteelementanalysissoftwareABAQustoobtainthecorrespondingstressdistributions．AftertheriskandsafetylimitsweresetaccordingtotheAPISpec8Cspecification，thedangerandsafetyareasontheswivelbailwereillustrated．Finally，someimprovementandoptim

6、izationmeasureswereintroducedtoprovidethebasisforthesecuritydesignandstructureoptimizationoftherotating—screwswivelbail．Keywords：liftingsystem；rotating—screwswivel；bail；stressanalysis水龙头是石油钻机循环系统的重要部件，其既承和下扶正轴承等组成；密封部分由冲管总成和上要和上部的游车大钩保持相对静止，又要带动与之下油封等组成；旋扣部分由风动马达、

7、齿轮、单向气下部相连的钻杆实现旋转运动，受力状况复杂。在控摩擦离合器等组成_3]。工作状态下，其下部悬挂钻柱，内部输送高压钻井旋扣水龙头提环一般呈U形，其上端(U形底液l_1]。旋扣水龙头主要由旋转部分、固定部分、密部)挂在大钩上，下端耳环(柱销孔)通过柱销与水龙封部分和旋扣部分等组成。旋转部分由中心管、接头壳体相连。水龙头提环是游吊系统中的主要受力头、推力轴承等组成；固定部分由壳体、上下盖、鹅颈构件，承载着水龙头、方钻杆、钻杆等全部重力，其力管、提环和柱销等组成；承转部分由主轴承、防跳轴学性能直接关系到水龙头的工作安全性

8、]。水龙头收稿日期：2015—07—23作者简介：冯庆东(1971一)，男，河南南阳人，高级工程师，博士，主要从事石油装备技术及应用和结构强度与可靠性方面的研究，E—mail：fqd404fqd@163．corn。