国标GB1244-76链轮齿形与石油部部标SYB10002-63链轮齿形对比分析

套筒滚子链链轮国家标准GB1244-76已在国内试行,链轮端面齿形如图1所示。它与图2所示石油部部标SYB10002-63规定的链轮齿形的主要差别在于后者具有节线间距e(亦可称之为齿沟圆弧中心偏移量)。由于以往钻机上采用的链轮齿形均是按图2齿形制造的,因此     

链条传动家族的精英——具有30°压力角和倒转铰链的齿形链和链轮

大港油田中成公司链条分厂，使具有３０°压力角和倒转铰链的齿形链的生产成为现实。该链条集齿轮传动与链传动优点于一体。与其他齿形链及套筒滚子链相比，其同等工作宽度承载能力是其他链条的１４～１６５倍，具有无滑动摩擦、无冲击的特点。而且高速性能尤其突出。链条传动家族的精英——具有30°压力角和倒转铰链的齿形链和链轮$大港油田中成公司技术管理部@李敏     

高速滚子链的试验研究

对所研制的高速滚子链进行了常规检测与试验、滚子大能量冲击疲劳试验、滚子链高速运转试验和滚子链磨损试验。通过对试验数据的分析 ,得出了提高高速滚子链的使用性能以及如何使高速滚子链本身性能提高的结论。     

双圆弧齿轮成品齿形常规测量分析与公法线长度计算

当前双圆弧齿轮齿形常规测量中,普遍采用齿根圆直径测量法。以公法线长度变动、分度圆弦齿厚和测量齿高、固定弦齿厚等的测量手段相配合,进行校验测量,不仅可控制工艺过程的切齿深度,同时可控制滚刀齿廓的正确性,保证齿形质量。详述了双圆弧齿轮凸齿成品齿形公法线长度测量计算的实用方法,并列出计算实例,可供从事机械制造的工人和技术人员参考。     

飞刀加工蜗轮在油田设备修理中的应用

根据长期生产实践,详细论述了阿基米德蜗轮飞刀加工的工艺和飞刀的设计,对曲线齿廓、直线齿廓和圆弧齿廓等三种飞刀齿廓设计进行了理论分析和比较,对飞刀设计时节圆的测量尺寸及公差的计算、飞刀检验技术条件、飞刀组装的技术要求发大、中、小模数的蜗轮飞刀规格等作了介绍,为油田设备修理中单件或小批量的蜗轮制造提供了一种经济的加工方法。     

啮合冲击载荷对链传动的影响及其改善措施

滚子链传动中啮合冲击力是主动链轮转速、链条节距、中心距、主动链轮和从动链轮齿数和轮齿刚度的函数。文中借助运动学和动力学,对中心距和齿数比为任意值时的链传动进行了分析;并考虑到轮齿刚性系数的影响,导出了冲击力与链传动几何和物理参数的关系式;绘出了有关曲线;提出了减缓冲击力的方法。     

新型高速重载链条

有些高速,大功率的石油机械要求配用高速、重载传动链。以往传统使用的套筒滚子链因受到本身固有结构和啮合形式的限制,其极限运行速度和承载能力不可能大幅度提高。而新近应用的HV高速重载链的性能正好可以满足那些设备的要求。文章简述了HV链的结构,并从结构上分析了HV链具备高速、重载、高可靠性、工作平稳、低噪声等性能特点的原因。     

径向直动推杆活齿传动若干问题的研究

任问直动推杆活齿传动机构由偏。心轮、直动推杆、内齿轮、推杆支架和机架等组成。、毫、轮和内齿轮分别与推杆组成直动滚子推杯盘形凸轮机构，实现多齿同时啮合传动。证明了该种传动的最大推杆个数可取且只能取Z－1或Z＋1（Z为内齿轮齿数）。导出了内齿轮理论廓线齿顶曲车半径的计算公式，指出内齿轮廓线的齿顶向径越大，内齿轮的齿数和偏。台轮的偏。心距越小，内齿轮的齿项曲率半径也就越大，从而为设计时确定内齿轮齿形参数提供了依据。     

链条疲劳寿命的计算方法

本文主要目的是提出一种计算滚子链疲劳寿命的实用方法。为此,根据链条的帐蓬曲线把链条的使用工况划分成五个区域。除第一区域链条不能正常运转外,在其它区域中,滚子链的疲劳寿命取决于链板或滚子,套筒的疲劳寿命。文中,给出了各种使用工况下链板与滚子、套筒疲劳寿命的计算方法。文章指出,滚子链的疲劳寿命是根据链条零件的疲劳特性计算的,因此,链条制造厂不仅应该提供滚子链的帐蓬曲线,而且应该提供链板与滚子、套筒的疲劳特性。最后,文章根据疲劳寿命的计算,讨论了各种使用工况下滚子链的选用原则。     

抽油机双圆弧齿轮和渐开线中硬齿面齿轮减速器的对比试验

为了探讨油田在用的抽油机渐开线中硬齿面齿轮减速器和软齿面双圆弧齿轮减速器的极限承载能力和轮齿的破坏形式,作者对CYJ3型抽油机所配的两种减速器做了对比试验。试验是根据封闭功率流原理,通过机械加载试验台,在齿轮的材料和齿轮副的几何参数相同条件下进行的,并作了试验分析。通过试验对比,得出了两种减速器齿轮的实际承载能力,分析了渐开线齿轮的点蚀出现在齿面节线附近,并随载荷的增加,有迅速扩展的趋势;而双圆弧齿轮的齿廓啮合,接触良好,无点蚀及微裂纹。     

LPJ12型链条胶带抽油机

链条抽油机可靠性太差 ,平均无故障大修时间仅为半年。经改造后的抽油机因受原设计的局限仍存在钢丝绳和链条易断等问题。据此 ,设计出一种保证延长大修周期而价格与同型号游梁抽油机相近的LPJ12型链条胶带抽油机。该新型抽油机采用机械平衡 ,用载荷胶带代替钢丝绳 ,将原来的天车轮换成双滚筒 ,并采用 12个导向轮改善受力状况。另外 ,还在润滑、刹车、链轮链条的选用等方面作了一些改进。新型机保持了原有链条抽油机长冲程、低冲次、质量轻和节电的特点。整机运动和动力性能优良     

基于统一强度理论的牙齿侵入井底岩石的机理分析

为了弄清深部地层复杂钻进条件下的牙轮钻头破岩机理,研究了牙轮钻头牙齿侵入井底岩石问题。在考虑井底压力的条件下,基于统一强度理论对牙齿侵入岩石的力学过程进行了分析,建立了含有统一强度参数的井底岩石侵入方程,并给出了不受轴向载荷、侵入深度和刃尖角影响的侵入系数。该方程考虑中间应力对井底岩石侵入系数的影响,在中间主剪应力的效应系数为0时,方程计算结果与Mohr-Coulomb强度理论所得结果完全相同。根据侵入方程,分析了内摩擦角、液柱压力、孔隙压力和刃尖角对侵入系数的影响。结果表明,侵入系数随中间主剪应力的效应系数的增大而增大,随内摩擦角和刃尖角的增大呈指数增大,随液柱压力的增大呈线性增大,随孔隙压力的增大呈线性减小。研究结果为牙轮钻头的现场应用提供了理论指导。      

石油钻机井架的冲击响应分析

对钻机井架受纵向冲击和正常工作阶段受周期性持续载荷的响应作了分析,依据JJ300/43—A形井架的实际工况,运用时间历程分析方法,对井架顶端节点施加2次冲击载荷作用,其余冲击皆为零。分析结果认为,在瞬时冲击载荷下,位移在很短的时间内具有一定的波动性,随着时间间隔的变化,波动的幅度各不相同;在严重的冲击载荷作用下,井架顶部Z方向响应最为强烈,危险时位移可达24.5cm。     

高钢级套管段铣工具优化及性能评价

套管段铣技术被广泛应用于老井侧钻和废弃井作业,具有广阔的应用前景。针对常规段铣工具在高钢级套管段铣作业中存在的切割时间长、段铣速度慢、进尺短等难题,设计了适用于Φ177.8 mm套管的高性能段铣工具。段铣工具刀片切削齿采用进口高强度高稳定性碳化钨材质,切削刀片齿形结构优化为内凹齿+锐化菱形齿,磨铣刀片齿形结构优化为内凹齿+非均匀布齿结构。通过地面实验和LS-DYNA仿真模拟系统对设计的段铣工具进行了切割和段铣效果评价。结果表明:高钢级套管段铣工具割断套管时间低于5.00 min,段铣速度大于0.8 m/h,单趟段铣平均进尺为10 m左右,套管段铣效率大幅提高。Φ177.8 mm高钢级套管段铣工具具有切割时间短、段铣速度快、单趟进尺长等优势,推广应用前景广阔。     

随钻震击器接头断裂分析及改进措施

随钻震击器是一种重要的井下解卡工具,由于其工作环境恶劣、受力状态复杂,震击器接头容易发生断裂。为提高产品质量,延长接头的使用寿命,减少断裂事故的发生,需要对接头断裂原因进行分析并实施相应的改进。针对一起随钻震击器上接头的断裂事故,采用试验与理论相结合的方法进行断裂原因分析。对接头进行了宏观分析、尺寸测量、无损检测、材质理化性能检验（包括化学成分、力学性能和金相组织）。对钻具组合进行了重点分析,并对随钻震击器上接头和转换接头的弯曲强度比进行详细计算。结果表明随钻震击器上接头发生断裂的原因是由于钻具组合不合理以及随钻震击器上接头和转换接头的匹配不当导致的疲劳断裂,材料冲击韧性低进一步缩短了疲劳寿命,最后提出了改进措施并取得了较好的效果。     

基于LS-DYNA的冲旋钻头牙齿破岩机理仿真研究

介绍了显式动力学有限元软件LS DYNA的功能特点，阐述了冲旋钻井中钻头牙齿与岩石相互作用数值研究的模型建立、网格划分、材料定义、接触定义及边界条件等相关问题。利用LS DYNA对3种不同齿形牙齿在冲击载荷下破碎岩石进行了计算机仿真，描述了牙齿破岩过程，并求出了相应的应力、位移时程关系曲线，得到了3种不同齿形牙齿的破岩机理。经过分析发现，在弹头齿和锥形齿冲击下裂纹首先出现在岩石内部，齿和岩石接触面下端最早出现裂隙，而在球形齿冲击下裂纹首先出现在齿和岩石接触面边缘；3种牙齿齿尖应力波峰值由大到小依次为：弹头齿、锥形齿、球形齿；布齿时锥形齿宜分布在钻头头部端面中心、球形齿分布在边缘，弹头齿或者锥形齿可分布在中心与边缘之间，这样有利于提高钻井破岩效率。     

弯曲井段内连续油管稳定问题的存在性分析

基于弹性杆大位移-小变形理论，利用微分方程法，给出了弯曲井段内连续管柱失稳临界载荷的解析结果，并讨论了弯曲井段内，连续管柱存在稳定问题的条件。研究表明，弯曲井段内临界载荷不仅与连续管柱几何特性参数相关，还与井眼直径和曲率有关。井眼直径和曲率半径越小，临界载荷越大，其他条件一定，井眼曲率半径减小到一定程度时，临界载荷超过强度极限载荷，管柱稳定问题转化为强度问题。     

梯形齿同步带带齿强度的理论研究

根据带齿与轮齿之间的变形协调关系,推导出带齿齿面接触应力分布式,继而求得齿面最大接触应力、齿根弯曲应力、齿根剪切应力及带齿刚度的计算式。三种应力与带齿载荷参数成线性关系;带齿刚度与齿宽、带齿材料的弹性摸量成正比,而与载荷大小无关。     

牙轮钻头大圆弧鼓形滚子轴承设计

大圆弧鼓形滚子轴承对牙轮牙爪轴的轴线相互倾斜具有调节功能，因此实际接触应力相对较低，承载能力高，寿命长。它用于三牙轮钻头，特别是大规径钻头和高速钻头，是一种较好的轴承结构形式。在分析三牙轮钻头轴承结构和载荷特点的基础上，探讨了三牙轮钻头鼓形滚子轴承设计的原理和方法，以限制轴承的塑性变形为出发点，建立了鼓形滚子设计时应满足的接触静强度条件和几何条件，给出了有关的计算公式，并对钻头轴承的接触疲劳强度问题作了简要分析。     

第七代超深水海洋平台钻机双井架的等强度多目标优化

为了解决第七代超深水海洋平台钻机双井架结构笨重、安全系数小、变形大和材料使用率低等设计不合理的问题,基于等强度理念对双井架进行了优化设计：参照API Spec 2C-2004标准并采用有限元法,分析了双井架在典型工况下不同杆件截面参数时的应力、位移变化规律;以双井架质量、最大应力、最大位移和不同高度段的应力差异程度为优化目标,采用单因素与响应曲面法进行杆件截面参数优化,获得了最优截面参数组合。研究结果表明：①初步设计的双井架在风暴自存工况下安全系数小于API Spec 4F-2013要求的1.67,最大位移大于规范允许值l/400,在井架的下支柱和顶部横杆处最危险;②双井架应力随高度升高而减小,在设计双井架时应偏向从低到高考虑杆件截面强度;③双井架最终优化方案满足各典型工况要求,较之于原方案,质量、最大应力、最大位移和不同高度段应力的最大偏差率分别降低16.18%、29.25%、29.35%、67.67%,提高了材料利用率。结论认为,采用单因素与响应曲面法相结合的等强度多目标截面参数优化方法,对于双井架结构参数优选和相关井架设计具有指导意义。