针对7000 m测井绞车滚筒断裂问题,以无磁钢材料为基础,建立了三维有限元分析模型。通过计算,分析了该绞车滚筒在工作状态下等效应力应变、位移的分布规律,得出了滚筒筒身与轮毂连接处及内部加强筋处的应力应变为最大,同时绞车轮毂侧板上自中心向外侧呈现轴向位移变化量依次增加;再者通过磁性体材料靠近原绞车滚筒电磁场,电磁通量改变了其稳定性,影响了滚筒上缠绕电缆信号的稳定性。从结果得出,测井绞车滚筒材料应具有一定的抗磁化能力,建议常规采用奥氏体钢材料,为以后在滚筒的优化设计方面提供了很好的理论基础。

目前油田设备测井车主要动力来源为柴油机,不仅能源消耗量比较大,而且对环境造成了相当严重的污染。为了实现碳达峰目标,文中采用电池储能替代柴油机的方式为测井车作业提供动力,以7000 m测井车绞车滚筒的作业数据为基础,分析计算了滚筒驱动电动机的功率和转矩大小,从而得到测井车在测井和射孔2种工况下正常作业1 d的总耗电量,选取了适合的储能电池组,实现了电池储能电驱动技术在测井车领域的应用。

叙述了国内使用采煤机的防滑装置和改装JH-14绞车的情况,介绍了目前国外防滑的液压安全绞车的状况。

对绞车滚筒缠绳过程中出现的乱绳问题进行了深入分析,概述了整体式绞车滚筒、两瓣槽体式绞车滚筒的特点和LEBUS绳槽双折线型缠绳特点,从绞车滚筒、绳窝的结构形式和LEBUS绳槽的结构参数方面分析了影响绞车滚筒缠绳的因素,重点从滚筒底径、快绳进出天车快绳轮偏角和LEBUS绳槽的斜槽段和爬坡段的圆周角等几个方面进行了论述,便于绞车滚筒和LEBUS绳槽在设计过程中进行参数优化设计,减少乱绳现象的发生。

为提高绞车滚筒使用性能、减轻质量、降低耗能,提出一种基于响应面法-改进人工蜂群算法的方法对滚筒进行结构优化。利用有限元对绞车滚筒静强度和刚度、疲劳寿命进行仿真分析;建立以滚筒内部材料参数为设计变量,刚度为约束,最小疲劳寿命、最大静强度、质量为目标的响应面模型。在传统人工蜂群基础上,改进蜜源判断准则,有利于算法跳出局部最优、保留潜在最优。在搜索策略的算法中引入变异的思想,提高收敛速度;利用改进后的人工蜂群算法进行