设计简介
摘要
现代钻机机械属于一套联合机组，深井钻机属于重型机械。我国的石油钻采机械起步较晚，但发展较快，各石油机械零件设计已经发展到了新的高度。水龙头属于钻采机械旋转系统的一部分。水龙头由旋转部分，固定部分，承转部分组成水龙头通过提环挂在大钩上，可随大钩运行而上提下放；下部接方钻杆，连接下井钻具；上部通过鹅颈管与水龙袋相连。由此可见，水龙头是提升、旋转、循环三大工作机组相汇交的“关键”部件。水龙头作为钻采机械中承上启下的关键性组成部分，其质量和工作情况决定着钻机的工作情况。对水龙头的要求也显得要有必要的苛刻性，对其结构的优化和寿命的延长也有很多要求。
根据水龙头所要完成的任务，本毕业设计首先对水龙头做整体结构设计，设计工程中考虑钻井工艺对水龙头的总体要求，满足API相应规范和行业标准要求。根据二维图，进行三维建模后，对提环进行校核，并针对提环这一薄弱环节，运用ANSYS进行应力、应变分析，适当优化，通过ANSYS分析，提环完全符合设计要求。
关键词： 钻采机械 水龙头 ANSYS分析
Abstract
Modern drill machine belongs to a set of joint sets, deep well drilling machine belong to heavy machinery. The oil drilling machinery in China starts late, but develops fast, the petroleum machinery parts design has developed to a new height. The tap to a part of the drilling machine rotation system. Faucet by rotating part and fixed part, handing down of the faucet by lifting ring hanging on the hook, can lift with hook run down; The lower connect the drill pipe, connect the well drilling tools; The upper by gooseneck connected with hoses bag. Thus, faucet is three big ascension, rotation, cycle unit work concurrent "key components". Faucet as a key part of which forms a connecting link between the preceding and drilling machinery, its quality decides the working condition of drilling rig and work situation. The requirement to the faucet also appears to have the necessary rigour, the optimization of the structure and the extension of life also has a lot of requirements.
Keywords: Drilling machinery， faucet, ANSYS analysis
目 录
摘要
Abstract
第一章：绪论 1
1.1 本课题研究背景 1
1.2石油钻机组成 1
1.2.1起升系统 2
1.2.2 旋转系统 2
1.2.3 循环系统 2
1.2.4 动力设备 3
1.2.5传动系统 3
1.2.6 控制系统 3
1.2.7 井架和底座 3
1.2.8 辅助设备 4
1.3国内外发展状况 4
1.3.1 国外发展趋势 4
1.3.2国内的发展 5
1.4石油钻机用水龙头功能简介 5
1.4.1水龙头的组成 5
1.4.2水龙头的功用 5
1.4.3对水龙头的要求 6
1.5课题研究的主要内容 6
第二章：三维建模 7
2.1SolidWorks软件简介 7
2.2零件的三维造型 7
2.2.1 提环的三维造型 8
2.2.2鹅颈管三维造型 16
2.2.3零部件建模及装配图 25
2.3 本章小结 31
第三章 水龙头零部件校核 32
3.1主轴承预期使用寿命校核 32
3.1.1 对主轴承时间寿命计算式的分析 32
3.1.2 主轴承预期使用寿命计算 33
3.1.3 主轴承寿命校核 35
3.2 壳体校核 37
3.3 提环销校核 38
3.4本章小结 38
第四章 有限元分析 39
4.1 有限元分析软件简介 39
4.2 提环的有限元分析 39
4.2.1 创建提环分析 40
4.2.2 划分提环网格 41
4.2.3 计算接触块尺寸和载荷 41
4.2.4 施加约束和载荷 43
4.2.5 分析结果 46
4.2.6 优化提环 47
4.3本章小结 50
第五章 总结和展望 51
5.1 总结 51
5.2 展望 51
致谢
现代钻机机械属于一套联合机组，深井钻机属于重型机械。我国的石油钻采机械起步较晚，但发展较快，各石油机械零件设计已经发展到了新的高度。水龙头属于钻采机械旋转系统的一部分。水龙头由旋转部分，固定部分，承转部分组成水龙头通过提环挂在大钩上，可随大钩运行而上提下放；下部接方钻杆，连接下井钻具；上部通过鹅颈管与水龙袋相连。由此可见，水龙头是提升、旋转、循环三大工作机组相汇交的“关键”部件。水龙头作为钻采机械中承上启下的关键性组成部分，其质量和工作情况决定着钻机的工作情况。对水龙头的要求也显得要有必要的苛刻性，对其结构的优化和寿命的延长也有很多要求。
根据水龙头所要完成的任务，本毕业设计首先对水龙头做整体结构设计，设计工程中考虑钻井工艺对水龙头的总体要求，满足API相应规范和行业标准要求。根据二维图，进行三维建模后，对提环进行校核，并针对提环这一薄弱环节，运用ANSYS进行应力、应变分析，适当优化，通过ANSYS分析，提环完全符合设计要求。
关键词： 钻采机械 水龙头 ANSYS分析
Abstract
Modern drill machine belongs to a set of joint sets, deep well drilling machine belong to heavy machinery. The oil drilling machinery in China starts late, but develops fast, the petroleum machinery parts design has developed to a new height. The tap to a part of the drilling machine rotation system. Faucet by rotating part and fixed part, handing down of the faucet by lifting ring hanging on the hook, can lift with hook run down; The lower connect the drill pipe, connect the well drilling tools; The upper by gooseneck connected with hoses bag. Thus, faucet is three big ascension, rotation, cycle unit work concurrent "key components". Faucet as a key part of which forms a connecting link between the preceding and drilling machinery, its quality decides the working condition of drilling rig and work situation. The requirement to the faucet also appears to have the necessary rigour, the optimization of the structure and the extension of life also has a lot of requirements.
Keywords: Drilling machinery， faucet, ANSYS analysis
目 录
摘要
Abstract
第一章：绪论 1
1.1 本课题研究背景 1
1.2石油钻机组成 1
1.2.1起升系统 2
1.2.2 旋转系统 2
1.2.3 循环系统 2
1.2.4 动力设备 3
1.2.5传动系统 3
1.2.6 控制系统 3
1.2.7 井架和底座 3
1.2.8 辅助设备 4
1.3国内外发展状况 4
1.3.1 国外发展趋势 4
1.3.2国内的发展 5
1.4石油钻机用水龙头功能简介 5
1.4.1水龙头的组成 5
1.4.2水龙头的功用 5
1.4.3对水龙头的要求 6
1.5课题研究的主要内容 6
第二章：三维建模 7
2.1SolidWorks软件简介 7
2.2零件的三维造型 7
2.2.1 提环的三维造型 8
2.2.2鹅颈管三维造型 16
2.2.3零部件建模及装配图 25
2.3 本章小结 31
第三章 水龙头零部件校核 32
3.1主轴承预期使用寿命校核 32
3.1.1 对主轴承时间寿命计算式的分析 32
3.1.2 主轴承预期使用寿命计算 33
3.1.3 主轴承寿命校核 35
3.2 壳体校核 37
3.3 提环销校核 38
3.4本章小结 38
第四章 有限元分析 39
4.1 有限元分析软件简介 39
4.2 提环的有限元分析 39
4.2.1 创建提环分析 40
4.2.2 划分提环网格 41
4.2.3 计算接触块尺寸和载荷 41
4.2.4 施加约束和载荷 43
4.2.5 分析结果 46
4.2.6 优化提环 47
4.3本章小结 50
第五章 总结和展望 51
5.1 总结 51
5.2 展望 51
致谢
