Research and application of key technologies for new low fault top drive
-
摘要: 针对小口径不取心钻孔，开展了?76 mm钢齿三牙轮钻头规范性的系统设计。本文参考国产石油三牙轮钻头结构设计参数取值，设计了?76 mm钢齿三牙轮钻头结构参数值，校核了牙轮钻头计算直径。系统介绍了井底击碎图和齿圈啮合图的绘制方法，并对铣齿牙轮的齿圈布置进行了优化。采用非密封滑动轴承结构，钢球锁紧牙轮，对滚珠轴承进行了设计计算，确定了滚珠数量、滚道尺寸及间隙。精确计算了楔形齿的相关参数，确定了铣刀角和铣刀安装角。阐述了小直径钢齿三牙轮钻头的零件细节、加工工艺。利用Excel函数运算功能和三维参数化实体模拟软件，解决了牙轮钻头传统的繁重的手工计算和繁琐的二维投影手工绘图的问题，提高了设计效率和设计精度，为类似牙轮钻头的设计提供了借鉴。Abstract: Normative system design of ?76mm steel tooth tricone bit was carried out， aiming at the small diameter non-coring drill. The paper designed the value of the structure parameters and checked the calculated diameter of ?76mm steel tooth tricone bit， referring to the value of structure design parameters of domestic petroleum tricone bits. The drawing method of crushing-diagram at the drilling-hole bottom and gear ring meshing-diagram， as well as the optimization method for the tooth ring arrangement of milling tooth cone are introduced systematically. Using steel ball to lock cone， with the unsealed sliding bearing structure. And the ball bearings are designed and calculated， to determine the number of balls， rolling track size， and clearance. The parameters of wedge teeth are calculated accurately， to determine the angles and installation angles of the milling cutters. The part details and processing technology of small diameter steel tooth tricone bit are described. The problems of the traditional heavy manual calculation and cumbersome 2D projection manual drawing have been solved， by utilizing Excel functions and 3D parameterized solid simulation software， improving the design efficiency and accuracy， to provide a reference for the design of similar roller cone bit.
-
-
[1] 胡向阳，李东，张笃昌，等.XD-10DK型小口径电动顶驱钻机的研制与应用［J］.钻探工程，2022，49（6）：87-95.
HU Xiangyang， LI Dong， ZHANG Duchang， et al. Development and application of XD-10DK small diameter electric top drive drill［J］. Drilling Engineering， 2022，49（6）：87-95.
[2] [2] 沈怀浦，何磊，黄洪波，等.适用于大深度地质钻探和油气地热钻井的双动力电顶驱系统设计［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2020，47（4）：31-39.
SHEN Huaipu， HE Lei， HUANG Hongbo， et al. Dual-power electric top drive drilling system design for large-depth geological drilling and hydrocarbon & geothermal drilling［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2020，47（4）：31-39.
[3] [3] 刘凡柏，高鹏举，任启伟，等.4000 m交流变频电驱岩心钻机的研制及其在地热井的工程应用［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2018，45（10）：40-46.
LIU Fanbai， GAO Pengju， REN Qiwei， et al. Development and application of 4000m AC frequency-conversion core drill［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2018，45（10）：40-46.
[4] [4] 步卫玲.国外钻机顶部驱动钻井装置的发展趋势［J］.石油机械，2009，37（6）：88-90.
BU Weiling. Development trend of top drive drilling equipment in foreign drilling RIGS［J］. China Petroleum Machinery， 2009，37（6）：88-90.
[5] [5] 郭晓霞，李磊，周大可.2020国外油气钻井技术进展与趋势［J］.世界石油工业，2020，27（6）：55-60.
GUO Xiaoxia， LI Lei， ZHOU Dake. Development and trend of foreign oil and gas drilling technologies in 2020［J］. World Petroleum Industry， 2020，27（6）：55-60.
[6] [6]
GB/T 31049—2014 ，石油钻机顶部驱动钻井装置GB/T 31049—2014 ， Top drive drilling unit of oil drilling rig[7] [7] 陈朝达.顶部驱动钻井系统［M］.北京：石油工业出版社，2000.CHEN Chaoda. Top Drive Drilling System［M］. Beijing： Petroleum Industry Press， 2000.
[8] [8] 冯琦，郭永岐，桑峰军.典型顶部驱动钻井装置结构与功能分析［J］.石油矿场机械，2013，42（9）：90-93.
FENG Qi， GUO Yongqi， SANG Fengjun. Structure and function analysis of a typical top-driven drilling unit［J］. Oil Field Equipment， 2013，42（9）：90-93.
[9] [9] 春刚.National-Oilwell公司顶驱研制近况［J］.石油机械，2000（5）：45.CHUN Gang. Recent development of top drive in National Oilwell［J］. China Petroleum Machinery， 2000（5）：45.
[10] [10] 蒋谊，陈俊，王信军，等.新型直驱式顶部驱动钻井装置［J］.石油机械，2011，39（7）：56-58，7.
JIANG Yi， CHEN Jun， WANG Xinjun， et al. A new direct drive top drive drilling device［J］. China Petroleum Machinery， 2011，39（7）：56-58，7.
[11] [11] 田玉栋，柳贡慧，齐悦，等.新型小型化顶驱关键技术研究与应用［J］.钻采工艺，2022，46（1）：115-119.
TIAN Yudong， LIU Gonghui， QI Yue， et al. Research and application of key technologies for novel miniaturized top drive［J］. Drilling and Production Technology， 2022，46（1）：115-119.
[12] [12] 孙昊，魏子博，陈岑梅，等.探讨如何做好石油钻井机械设备的管理与维护［J］.中国石油和化工标准与质量，2021，41（5）：81-83.
SUN Hao， WEI Zibo， CHEN Cenmei， et al. Discuss how to do oil drilling machinery and equipment management and maintenance［J］. China Petroleum and Chemical Standard and Quality， 2021，41（5）：81-83.
[13] [13] 陈乐强.简析石油钻井机械设备保养与维护［J］.中国石油和化工标准与质量，2019，39（5）：49，51.CHEN Leqiang. Brief analysis on maintenance and maintenance of oil drilling machinery［J］. China Petroleum and Chemical Standard and Quality， 2019，39（5）：49，51.
[14] [14] 高旭东.石油钻井顶驱设备的使用及维护［J］.云南化工，2018，45（1）：242.GAO Xudong. Use and maintenance of top flooding equipment for petroleum drilling［J］. Yunnan Chemical Industry， 2018，45（1）：242.
[15] [15] 孙永兴，范生林，乔李华.页岩气水平井卡钻主要原因及预防对策［J］.天然气工业，2018，38（12）：107-113.
SUN Yongxing， FAN Shenglin， QIAO Lihua. Main reasons and preventive countermeasures for pipe sticking in shale gas horizontal wells［J］. Natural Gas Industry， 2018， 38 （12）：107-113.
[16] [16] 罗志远.一种钻井用顶驱管子处理装置：
CN202122034085.3 ［P］.2021-08-25 .LUO Zhiyuan. A top drive pipe treatment device for drilling：
CN202122034085.3 ［P］.2021-08-25 .[17] [17] 雷宇，李子良，谢海欢，等.顶驱回转头锁紧系统的优化研究［J］.石油机械，2019，47（1）：27-31.
LEI Yu， LI Ziliang， XIE Haihuan， et al. Optimization of locking system of top drive rotating head［J］. China Petroleum Machinery， 2019，47（1）：27-31.
[18] [18] 白晓捷，谢良伟，赵凯来.40顶驱的技术特性及方便现场应用的一些优化设计［J］.中国科技博览， 2015（20）：1.BAI Xiaojie， XIE Liangwei， ZHAO Kailai. Technical characteristics of 40 top drive and some optimization designs for convenient field application［J］. China Science and Technology Expo， 2015（20）：1.
-
计量
- 文章访问数: 100
- PDF下载数: 13
- 施引文献: 0
下载: