絞車是整個鉆機的重要部件，絞車能力決定了整臺鉆機鉆進能力。 鉆井絞車是一臺多職能的起重工作機，主要由以下幾部分系統組成：驅動系動、傳動系統、控制系統、支撐系統、潤滑系統等組成。絞車在鉆井過程中所起到的作用是：起升鉆具、下套管、整體起升井架、處理事故、控制鉆壓等作業。下面對絞車傳動結構進行詳細的有限元分析。
      隨著科學技術的進步和鉆井技術的不斷發展，交流變頻電驅動絞車正在逐步取代傳統的機械絞車和AC-SCR-DC直流電驅動鉆機絞車，其鉆井性能好、啟動平穩、過載性能強、運行功率調速范圍大、電動機無電刷火花隱患等優勢，可簡化絞車結構，具有適應性強、經濟性好、可靠性高等優點，成為鉆機的關鍵設備。
      起升重量的計算：1)最大起重量。絞車的最大起重量Q_max指的是大鉤允許最大靜載荷。美國石油學會建議按最重套管柱的接箍滑扣載荷的80%來選擇相應的鉆機。2)大鉤靜載荷Q_靜和最大鉆柱重量Q_柱，在鉆井過程中，大鉤勻速提升的井中全部重量構成大鉤的靜載荷Q_靜，在最大井深中大鉤上的額定尺寸鉆柱重量稱為最大鉆柱重量Q_柱。
      滾筒軸所使用的材料為42CrMo。查閱國家標準和相關材料手冊可得其室溫基本性能參數見表。對所建模型進行有限元網格化分，網格生成的滾筒軸有限元模型如圖所示，其中單元數為27203個，節點數為5815個。滾筒軸上受到二個載荷的作用，快繩從動扭矩，聯軸器驅動力矩。快繩從動扭矩按一對力偶加在滾筒與軸配合段的位置，驅動力矩按力偶加在滾筒軸與聯軸器配合段，進入求解器Main Menu>Solution> Solve>Current LS求解。求解完成后進入通用后處理器觀察計算結果。
      計算結果表明：滾筒軸最大變形在軸的中間部位，最大變形1.099mm，滾筒軸的最大應力部位在軸的兩端，最大應力為232.43MPa。滾筒軸的材料我們選用的是42CrMo，屈服極限930MPa，由上述有限元分析的計算結果，可得出滾筒軸的安全系數滾筒軸的安全系數大于滾筒的許用安全系數，所以軸的強度滿足正常工作需要。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                  杭州納泰科技咨詢有限公司
                                                                          本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司m.yw15777.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！