山地物探电动钻机模块化设计及安全性分析

• 作者: 黄志强 喻洪梅 马亚超 谢豆 周操
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 山地物探钻机 电动 模糊综合评价法 安全分析 现场实验
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 创新设计|Innovative Design
• 页码范围: 153-160
• 页数: 8页
• 分类号: TE922|P634.31
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2022.00.023

摘要

以燃油发动机驱动的山地物探钻机在钻井时噪声大,尾气排放严重,钻井效率低,拆装、搬运不便.为解决上述问题,以电能驱动代替燃油机驱动,提出了山地物探电动钻机模块化设计方案.基于模糊综合评价法,开展了电动钻机驱动电机和传动方式的定量评价,确定其驱动电机为永磁同步电机,传动方式为链轮链条传动,同时通过对比优选出电动钻机的减速器、支撑部件和导向部件分别为涡轮蜗杆减速器、π形底盘和单桅杆.在此基础上,采用有限单元分析方法进行了电动钻机的安全性分析,结果表明:钻机的最大应力出现在π形底盘连接桅杆的直角处,其值小于钻机材料的许用应力,钻机的结构安全,且电机电路安全可靠.钻井实验结果表明:自主设计的山地物探电动钻机较现有山地物探钻机质量减小了57％,钻井作业时噪声低,无尾气排放,可提供的最大提升力和扭矩分别超过设计标准的71％与6.25％,表明其整体性能符合要求.研究结果为绿色高效的油气勘探装备的研发提供了参考.