山地物探电动钻机振动稳定性分析及结构优化
马亚超
赵海全
杨学军
黄志强
西南石油大学 机电工程学院,成都 610500;西南石油大学 石油天然气装备教育部重点实验室,成都 610500
摘要：油气资源勘探逐渐由汽油或柴油驱动向电力驱动发展,但传统的山地物探电动钻机在工作时振动大,严重影响了电动钻机工作稳定性.基于此,以山地物探电动钻机为研究对象,采用有限元仿真分析与试验相结合的方法,开展了电动钻机振动稳定性分析及结构优化.仿真结果表明,优化前电动钻机的第7、8、9阶固有频率均处于共振范围内,最大振动位移处于桅杆上,且沿X轴方向最大位移为5.9 mm,严重影响钻机的稳定性.对钻机的减速器类型、底座结构和拉杆位置进行优化后,钻机的最大固有频率较优化前降低22.6%,均避开了共振范围,且X轴方向最大振动位移为2.9 mm,较钻机优化前降低50.8%.现场试验表明,工作稳定后钻机的转矩在670 N·m上下小幅度波动,桅杆在X、Y、Z方向振动加速度分别在±0.37、±0.25、±0.04 m/s2范围内波动,钻机正常工作时不发生共振.研究工作解决了山地物探电动钻机工作时的共振问题,可为绿色高效的油气勘探装备的研发提供参考.
关键词：山地物探电动钻机振动模态分析谐响应分析结构优化
分类号：TE922(石油机械设备与自动化)
论文发表日期：2025-11-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 89-97 )
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