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鉆機提升設(shè)備幾乎包括從天車到轉(zhuǎn)盤(作為結(jié)構(gòu)件)之間的所有部件及其連接件。廣義地講，紋車也應(yīng)屬于提升設(shè)備的范疇。不過絞車的承載能力將受到鉆井繩系變化的影響，并且紋車軸都是旋轉(zhuǎn)的。因此，絞車不屬于本文討論的范圍，在文獻所列出的提升設(shè)備內(nèi)容中也不包括絞車。那么，鉆機提升設(shè)備在強度分析時有哪些特點呢？
1、鉆機提升設(shè)備需要進行最大鉤載時的靜強度有限元分析和從零到最大鉆柱重量之間反復(fù)作用的疲勞強度計算。但是，鉆機提升設(shè)備的最大鉤載和最大鉆柱重量的比值很大，美國通常可取為2-2.5倍，而我國鉆機國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比值為1.7-2.1倍。由于提升設(shè)備的疲勞強度是以最大鉆柱重量乘以當(dāng)量系數(shù)進行計算的，而鉆機最大鉤載和最大鉆柱重量又有很大的比值，這樣就有可能通過一定的靜強度安全系數(shù)來保證疲勞強度的安全，從而能充分發(fā)揮設(shè)備的靜強度和疲勞強度的潛力，這就是美國鉆機的提升設(shè)備需要給出很大比值的原因。眾所周知，API規(guī)范中給出的設(shè)計安全系數(shù)和最大鉤載與最大鉆柱重量之間的比值有關(guān)，而最大鉆柱重量將影響設(shè)備的疲勞強度。因此，我國鉆機提升設(shè)備的強度條件也必須考慮到鉆機國家標(biāo)準(zhǔn)給出的最大鉤載和最大鉆柱重量之間的比值。
2、設(shè)計安全系數(shù)只是作為一種設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在任何情況下，都不意味著設(shè)備因具有安全系數(shù)而可以超載使用，那怕是由于沖擊和振動等引起的附加載荷。在所有承載條件下，最大靜載荷加上附加載荷的最大值，不應(yīng)超過提升設(shè)備的最大鉤載，即國標(biāo)中給出的最大負(fù)荷額定值。
3、提升設(shè)備中有很多曲桿、平面開孔或帶有溝槽的表面都會產(chǎn)生高度的應(yīng)力集中，根據(jù)實驗和計算，它們的局部峰值應(yīng)力與截面平均應(yīng)力的比值可達2.5-5.0。
以往我國在計算吊環(huán)、大鉤鉤桿、天車軸、提環(huán)等零件時，都按線彈性理論，用最大鉤載時危險截面的最大應(yīng)力來校核靜強度。由于這些零件的應(yīng)力分布極不均衡，所以一點的屈服遠遠表明不了該零件已喪失承載能力。因此，這種計算方法不能充分發(fā)揮設(shè)備強度的潛力，而使設(shè)備重量減輕。已經(jīng)知道，在鉆井過程中鉆機提升設(shè)備始終承受近似于脈動的變應(yīng)力幅的不穩(wěn)定載荷。因此，在強度分析時，當(dāng)然需要進行疲勞強度計算。但需要注意，交變載荷的最大值是最大鉆柱重量，而不是最大鉤載。所以，鉆機提升設(shè)備在計算疲勞強度時，應(yīng)按最大鉆柱重量乘以當(dāng)量系數(shù)進行計算。取拉伸疲勞強度的安全系數(shù)為1.5，這樣當(dāng)Kt =2.5-5.0時，可得到為保證疲勞安全所要求受拉伸零件的靜破斷安全系數(shù)料，其具體計算結(jié)果見表。
在靜強度校核方面，由于提升設(shè)備本身所要求的破斷安全系數(shù)在美國規(guī)定3.0-4.0，所以建議我國靜破斷(抗拉)設(shè)計安全系數(shù)不應(yīng)小于3.0。因此，當(dāng)理論應(yīng)力集中系數(shù)K小于3. 0時，該安全系數(shù)均應(yīng)取3. 0；而當(dāng)K大于3.0時，則該安全系數(shù)應(yīng)按表中為保證疲勞安全所要求的靜強度安全系數(shù)選取。綜合疲勞強度和靜強度兩方面的要求，對我國各級鉆機的不同Kt值時，其受拉伸零件的破斷設(shè)計安全系數(shù)見表。
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