毕业设计（论文）-全平衡式伸缩钻杆设计

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1、全平衡式伸缩钻杆设计摘要：深海钻井时，半潜式钻井平台或浮式钻井船在波浪作用下产生周期性的升沉运动，使钻柱作上、下运动，造成井底钻压变化，甚至钻头脱离井底而无法钻进，因此需要采取措施补偿升沉运动。全平衡式伸缩钻杆在钻铤上方增加一根伸缩钻杆对此进行补偿，在钻杆中间设置一平衡缸，使高压钻井液在液缸中产生的轴向力与钻杆工作时产生的张开力完全平衡，使伸缩钻杆不会自行张开。本文首先介绍了国内外海洋石油钻采设备的发展现状，在拟定工作原理的基础上，对全平衡式伸缩钻杆进行了结构设计和各组件的力学性能分析。关键词：伸

2、缩钻杆；平衡缸；结构设计；力学性能分析ThedesignoffullybalancedtelescopicdrillpipeAbstract：Deep-seadrilling,thesemi-submersibledrillingplatformorfloatingdrillingvesselproduceperiodicheavemotionundertheactionofthewaves,sothatthedrillstringfloatupanddown,resultinginchanges

3、ofdrillingpressureinbottomhole,andevendrillbitsfromthebottomandcannotdrill,thereforeneedtotakemeasurestocompensateforheavemotion.Fullybalancedtelescopicdrillpipeaddsatelescopicdrillpipeaboveonthedrillcollartocompensateforthis,settingabalancecylinderin

4、themiddleofdrillpipe,drillingfluidpressureproducedinthehydrauliccylindercanbebalancedcompletelytotheaxialopenforcegeneratedfromwhenthethedrillpipework,soflexibledrillpipewillnotautomaticallyopen.Thispaperintroducesthedevelopmentofoffshoreoildrillingan

5、dproductionequipmentstatusboththedomesticandinternational,basedonworkingouttheprinciple,designingthestructuralofthefullybalancedtelescopicdrillpipeandanalysisingthemechanicalpropertiesofthevariouscomponentsaboutthedrill.Keywords：Telescopicdrillpipe；Ba

6、lancecylinder；Designofstructure；Mechanicalanalysis目录1绪论11.1研究背景及目的11.2国外海洋石油钻采设备的发展情况21.3国内海洋石油钻采设备的发展现状31.4我国海洋石油钻采设备与国外的主要差距71.5海洋钻井船的几种升沉补偿装置81.5.1游动滑车与大钩间装设升沉补偿装置81.5.2天车上装设升沉补偿装置101.5.3死绳上装设升沉补偿装置112全平衡式伸缩钻杆工作原理设计133全平衡式伸缩钻杆结构设计143.1总体结构及标准件设计143

7、.2各组件结构设计154全平衡式伸缩钻杆各组件的力学性能分析204.1接头的力学性能分析204.1.1平衡缸与其两端接头的连接强度校核204.1.2下工具接头的抗扭强度214.1.3下工具接头联结要素的计算和其理论上紧力矩的计算214.2钻杆的抗扭强度分析计算234.3钻杆各组件的强度校核254.3.1心轴的强度校核264.3.2短节的强度校核274.3.3内冲管的强度校核274.3.4内轴的强度校核294.4钻杆的抗挤毁强度分析计算304.5钻杆各组件的抗内压强度分析计算324.5.1心轴的抗内

8、压强度334.5.2短节的抗内压强度334.5.3内冲管的抗内压强度344.5.4内轴的抗内压强度344.6钻杆各组件的抗拉强度分析计算354.6.1心轴的抗拉强度364.6.2短节的抗拉强度364.6.3内冲管的抗拉强度374.6.4内轴的抗拉强度384.7接头的抗内压强度及抗拉强度分析394.7.1圆螺纹管类接头的抗拉强度394.7.2接箍的抗内压强度395结论41参考文献42致谢43附录44Ⅰ1绪论1.1研究背景及目的地球的表面积为5.1亿平方公里，海洋覆盖了地球约71%的表