在油氣田勘探、開發(fā)、鉆采過程中，需要對油、氣井進(jìn)行測井，以了解地層的含油氣情況，作為地質(zhì)人員進(jìn)行地質(zhì)分析的依據(jù)。測井車是陸地測井的重要設(shè)備，主要用于完成測取地質(zhì)參數(shù)和繪制測井曲線的工作。
      滾筒是測井車的核心受力裝置，愷裝電纜纏繞在滾筒上，電纜通過滾筒的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)帶動下井儀器在油(氣)井內(nèi)上提、下放，從而實(shí)現(xiàn)測井作業(yè)過程。因此，滾筒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度成為測井車的關(guān)鍵因素，研究以5500 m測井車滾筒的斷裂故障為例，重點(diǎn)對滾筒的疲勞進(jìn)行強(qiáng)度分析，從結(jié)構(gòu)、熱處理、使用工況方面，開展?jié)L筒的疲勞斷裂的相關(guān)研究。
      測井車滾筒在測井時受力情況非常復(fù)雜，為便于分析，可以把絞車滾筒受力情況簡化為承受以下三種外力。

1. 滾筒纏滿電纜后所受的靜止載荷，其大小為滾筒本身重力和均勻作用在滾筒身上的電纜重力之和。

2. 電纜在滾筒上多層繞卷時，由于從一層過渡到另一層的楔形作用，各層電纜都對側(cè)板作用一個軸向壓力，該軸向壓力對滾筒產(chǎn)生三種作用力：對滾筒筒身端部引起的拉應(yīng)力，對側(cè)板部位引起的局部彎曲應(yīng)力，該彎曲應(yīng)力主要集中在側(cè)板與筒身連接部位，以及對側(cè)板外邊緣作用引起的形變。

      c. 行星減速器輸出驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩使?jié)L筒筒身產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形.  該故障5500 m測井車滾筒的結(jié)構(gòu)及斷裂位置如圖所示。經(jīng)分析，引起滾筒斷裂的外力是電纜楔形作用對滾筒側(cè)板產(chǎn)生的軸向推力。測井車滾筒處于上提工作狀態(tài)時，滾筒所受的扭矩為M， Tk為液壓馬達(dá)最大排量時的當(dāng)量扭矩，P為液壓系統(tǒng)的壓力差MPa; I為減速器的速比，滾筒最外層電纜拉力S為：S=M/R，式中，R為與最外層電纜對應(yīng)的滾筒半徑，測井車中，主要采用液壓傳動系統(tǒng)，由液壓馬達(dá)驅(qū)動減速器，減速器帶動滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒的提升能力與液壓系統(tǒng)的壓力。由以上的分析計算可以看出，在滾筒的極限載荷情況下，筒身受拉是安全的，但側(cè)板受擠壓是不安全的，在達(dá)到測井車設(shè)計的滾筒最大提升值時，滾筒側(cè)板與筒身連接處的疲勞安全系數(shù)相對很低，與實(shí)際使用現(xiàn)場故障產(chǎn)生的實(shí)際情況相吻合。

                                                                                  專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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