石油钻机发展现状分析修订稿
石油钻井机械设备的现状及其质量控制分析
石油钻井机械设备的现状及其质量控制分析石油钻井是石油开采过程中最重要的环节之一，而石油钻井机械设备作为支撑石油钻井作业的关键工具，其质量控制和现状对于石油钻井工作的安全和效率具有重要意义。
本文将针对石油钻井机械设备的现状及其质量控制进行分析。
一、石油钻井机械设备的现状目前，石油钻井机械设备已经取代了传统的人工操作工具，成为石油钻井作业中主要的支撑工具之一。
石油钻井机械设备通常包括钻机、钻头、井管、钻杆等，其主要作用是完成石油钻井作业中的钻孔、回收岩心和钻井液等任务。
在石油钻井作业中，石油钻井机械设备的性能直接关系到作业的效率和安全。
目前，国内外钻井设备制造商已经推出了多种类型的石油钻井机械设备，包括卷扬式和旋挖式钻机、钻井液循环系统、自动化控制系统等。
这些设备在设计、制造、使用等方面都有了重大的发展和改进，使得石油钻井作业更加安全、高效、节能。
但与此石油钻井机械设备在使用过程中也面临着一些问题，例如设备的易损部件寿命短、安全隐患、维护保养要求高等，这些问题直接影响了石油钻井作业的效率和成本。
石油钻井机械设备的现状既有发展进步的一面，也有需要进一步优化的一面。
1. 设备设计与制造石油钻井机械设备的设计与制造是关键的环节之一。
合理的设计可以使得设备在使用过程中具有更好的稳定性和可靠性，而优质的制造可以保证设备各部件的精度和质量。
在这一环节，需要加强对设备的结构强度、材料选用、加工工艺等方面的控制，确保设备具有良好的可靠性和耐久性。
2. 设备安全性能石油钻井作业属于高风险的作业，因此设备的安全性能是至关重要的。
在石油钻井机械设备的设计与制造过程中，需要充分考虑设备的安全性能，包括防爆、自动监测和报警系统、紧急停机等安全措施，以确保设备在作业过程中不会发生安全事故。
3. 设备维护保养石油钻井机械设备在使用过程中需要经常进行维护保养，以延长设备的使用寿命，保证设备的正常作业。
在设备的设计与制造过程中，需要考虑设备的易损部件的更换和维护方便性，降低设备的维护成本和维护难度。
国内石油钻机发展现状分析
国内石油钻机发展现状分析国内石油钻机进展现状分析(国内)20世纪90年代以来，为了使我国的石油工业满足国民经济日益增长的需要，国家提出了“利用国内外两种资源和开发国内外两个市场”的进展战略。
按照这二进展战略和“稳固东部，进展西部”、“油气并举，向气倾斜”及“开发蓝色国土，进展海洋石油”的指导方针，我国的石油钻机在标准化水平、I技术和制造水平及研究开发能力、产品质量和品种等方面又有了较大的提升和进展。
本文要紧介绍了国内石油钻机的进展及应用现状。
一、再次修订了我国石油钻机标准为了适应我国石油工业进展的需要，缩小我国石油钻机与国际先进水平的差距，得进我国石油钻机的进一步进展，使我国的钻机标准与国际标准和通用技术要求接轨。
1999年，我国又对1986年在G B1806—79《石油钻机型式与差不多参数》基础上制订的G B 1806一8国家石油钻机标准进行了修订(1993年复审后将GB1806-86改为SY／T5609—1993)，并制订了我国新的石油天然气行业标准S Y／T5609—1999《石油钻机型式与差不多参数》。
新的石油天然气行业标准SY／T5609—1999《石油钻机型式与差不多参数》从1999年12月1日起实施。
SY／T 5609—1999石油钻机标准有以下特点：(1)我国石油钻机的级不由原标准的6级增加到9级。
每个级不的代号数字以双项参数表示，前者乘以100为钻机名义钻深范畴的上限数值，后者为以kN为单位计的最大钩载数值。
采纳双参数表示法来表示钻机的级不，最能集中地反映每级石油钻机最关键、最本质的特性和能力，是一种比较直观的表示钻机级不的方法。
新标准增加了ZJl0／600、ZJ30／1700和ZJ120／90 00三种级不的石油钻机，并将原标准中4种级不的钻机进行了调整，即32 00m级改为4000m(Z140—2250)；4500m级改为5000m(ZJ50／3150)；6000 m级改为7000m(ZJ70／4500)；8000m级改为9000m(ZJ90／6750)／(ZJ90／5850)。
2024年石油钻头市场分析现状
2024年石油钻头市场分析现状1. 简介石油钻头是石油开采中不可或缺的工具，用于钻取井眼以便获取地下石油资源。
石油钻头市场是一个重要的能源供应链环节，直接影响石油开采效率和成本。
本文将对石油钻头市场的现状进行分析。
2. 市场规模根据统计数据，石油钻头市场在全球范围内呈现稳定增长的趋势。
据石油钻探工具制造商协会（IADC）的数据，全球石油钻头市场规模在过去几年中年均增长率约为3-5%。
目前，全球市场规模已超过100亿美元。
3. 市场驱动因素石油钻头市场的增长主要受到以下因素的驱动：3.1 石油价格石油价格的波动对石油钻头市场产生直接影响。
当石油价格上涨时，石油公司增加采掘活动以满足需求，从而提高对钻头的需求。
3.2 新的石油勘探项目随着石油资源的逐渐枯竭，石油公司被迫通过开展新的石油勘探项目来寻找新的储量。
这促使了石油钻头市场的增长。
3.3 技术创新技术创新在石油钻头市场发展中起到了关键作用。
新的钻头设计和先进的钻探技术提高了石油开采效率，从而促进了市场的增长。
4. 市场竞争格局石油钻头市场呈现出较高的竞争格局。
市场上存在众多的厂商和供应商，其中一些是规模较大的跨国公司，而其他是小型或地方性供应商。
主要竞争者主要来自美国、中国、日本等石油钻头制造业发达国家。
5. 技术趋势随着技术的不断进步，石油钻头市场也出现了一些明显的技术趋势：5.1 超硬材料的应用超硬材料（如立方氮化硼）的应用提高了钻头的硬度和耐磨性，延长了钻头的使用寿命。
5.2 钻头监测与控制技术钻头监测和控制技术的发展使得石油公司能够更好地了解钻头在井眼中的状态，并及时采取相应措施以避免钻头损坏。
5.3 自动化技术的应用自动化技术的应用提高了钻探过程的效率和安全性，减少了人力成本，成为石油钻头市场的重要发展趋势。
6. 市场前景石油钻头市场的前景看好。
随着全球能源需求的不断增长和新的石油勘探项目的开展，石油钻头市场将继续保持稳定增长。
此外，技术创新将进一步推动市场的发展。
石油钻井工程技术的应用现状及发展趋势浅析
石油钻井工程技术的应用现状及发展趋势浅析石油钻井工程技术在石油勘探、开发和生产中起着至关重要的作用。
随着石油需求的不断增长和石油储备的逐渐减少，石油钻井工程技术的应用也在不断发展。
本文将从应用现状和发展趋势两方面进行分析。
一、应用现状1.技术水平石油钻井技术在我国已经发展了很多年，尤其是近年来，随着我国经济发展的不断加速和能源需求的不断增长，石油钻井技术实现了跨越式发展。
在技术水平上，新一代地面钻井装备、新材料应用、数字化技术、自动化技术、智能技术、大数据等技术的不断应用，使得石油钻井工程技术的水平得到了很大提升。
2.钻井方式现代石油钻探主要采用旋转钻探方式，这也是石油钻井的一大突破。
在钻井方式方面，提高钻井效率和降低设备运行成本已成为当前钻井行业的焦点。
因此，石油钻井方式正向高效、节能、环保和安全的方向发展，尤其是钻井地层右次构造和变质岩层等复杂地层的钻井技术。
3.工程管理工程管理方面，石油钻井行业也采用了许多先进的管理模式和方法，实现了信息化、集成化和智能化的较快发展。
比如，石油钻井企业通过建立数字化的数据管理系统，实现了全生命周期的可视化、可追溯、可控制，从而提高了油气资源开发的效率和精度。
二、发展趋势1.数字化技术的应用数字化技术的应用，是石油钻井技术未来的方向。
数字化技术可以实现钻井设备和作业信息的实时监控和管理，减少人工干预的因素，提高作业效率和安全性。
数字化技术还能够提高钻井设备的自主化和智能化水平，自动化控制技术将成为未来钻井自动化的重要技术。
数字化技术的应用也必将促进石油行业资源利用效率的提高。
2.提高采油率的技术创新目前，国内油田开发中采油率的提高仍是难题。
为此，石油钻井领域需要进一步加强技术创新，提高采油率。
石油钻井企业需要探索新的采油技术、新的钻井方式以及新的地层勘探技术，开发高质量的油气资源。
多相暂态流动、增油压裂技术以及井下控制水平井等技术将是未来石油钻井的方向。
随着石油资源逐渐枯竭，环保越来越受社会关注，石油钻井行业也已从以前的追求产量转变为更注重环保。
石油钻机制造行业的现状及发展
石油钻机制造行业的现状及发展首先，石油钻机制造行业的现状是充满挑战的。
随着全球石油资源日益减少，越来越多的石油企业开始深海钻探和陆上探矿。
这使得石油钻机需求量大增，市场竞争激烈。
此外，石油钻机的制造技术和设备要求高，对企业的技术实力和生产能力提出了更高要求。
其次，石油钻机制造行业的发展前景广阔。
随着全球经济的发展，石油需求量将继续增长。
特别是在新兴市场国家和地区，石油需求增长迅速。
这将为石油钻机制造企业提供更大的市场机会。
另外，随着石油资源逐渐减少，企业追求高效、环保的石油采掘方式，对石油钻机设备提出了更高的技术要求。
为了应对市场竞争和技术挑战，石油钻机制造企业应注重技术创新和质量提升。
石油钻机制造行业是一个高科技产业，只有不断改进和创新技术才能在市场上占据优势地位。
同时，企业还应加强与石油勘探和生产企业的合作，了解市场需求，提供定制化的产品和服务。
此外，企业还应关注环保和可持续发展。
石油钻机制造行业是一个资源密集型行业，对环境污染和能源消耗都有一定影响。
企业应加强环境管理，推动能源节约和绿色制造，提高产品的能效和环境友好性。
同时，企业还应关注人才培养和技术交流，加强与高校和科研机构的合作，提升企业的创新能力和核心竞争力。
总之，石油钻机制造行业既面临挑战，也有广阔的发展前景。
为了在竞争激烈的市场中立于不败之地，企业需要加强技术创新和质量提升，关注环保和可持续发展，与石油勘探企业合作，提供定制化的产品和服务。
同时，企业还应加强人才培养和技术交流，提升企业的创新能力和核心竞争力。
只有这样，石油钻机制造企业才能在激烈的市场竞争中取得成功。
2024年石油钻采机械市场发展现状
2024年石油钻采机械市场发展现状引言石油钻采机械是石油勘探与开采过程中不可或缺的关键设备。
随着全球石油需求的不断增长，石油钻采机械市场也呈现出快速发展的趋势。
本文将对当前石油钻采机械市场的发展现状进行分析和总结。
市场规模及增长趋势石油钻采机械市场在过去几年一直保持快速增长。
根据行业数据，截至2020年，全球石油钻井市场的规模已超过1000亿美元，并预计未来几年仍将保持高速增长。
主要市场领域石油钻采机械主要应用于陆上和海上的油田开发，以及深水区域的油气勘探。
目前，美国、中国、俄罗斯、巴西等国家是全球石油钻采机械市场的主要消费市场和生产国家。
同时，中东地区的沙特阿拉伯、阿联酋等油气资源丰富的国家也是重要的市场。
市场竞争格局石油钻采机械市场存在着激烈的竞争。
全球范围内的石油钻探设备制造商和供应商众多，其中包括美国的哈里伯顿、斯伦贝谢、中国的北方重工等。
产品质量、技术创新、售后服务等因素成为企业之间竞争的关键。
同时，市场进入壁垒较高，需具备较强的技术研发和制造能力才能参与竞争。
发展动力与挑战石油钻采机械市场的快速发展得益于全球范围内的石油需求增长和油田开发的不断扩大。
然而，市场也面临一些挑战。
首先，石油价格波动以及环保压力对市场供需产生影响。
其次，技术创新的速度也是市场发展的关键因素。
随着技术的进步，新一代的高效、低能耗、环保的石油钻采机械将逐渐取代传统设备。
发展趋势与展望未来，石油钻采机械市场将继续保持快速增长。
新兴市场的开发和旧有油田的再开发将推动市场需求的增长。
同时，技术进步将改变市场格局，提升设备的效率和可靠性。
另外，可再生能源的发展也将对石油钻采机械市场产生一定影响。
结论石油钻采机械市场在全球石油勘探与开采行业中扮演着重要的角色。
随着全球石油需求的增长，市场规模持续扩大。
竞争激烈的市场环境下，企业需要不断创新、提高产品质量和服务水平才能在市场中获得竞争优势。
技术进步、环保压力和新兴市场开发将是市场发展的重要驱动因素。
2023年石油钻机行业市场发展现状
2023年石油钻机行业市场发展现状随着全球能源消费量的不断增大，以及深水、极地地区能源开发需求的增长，石油钻机行业持续发展。
据统计，全球石油钻机市场规模已超过40亿美元，预计到2025年市场规模将达到55亿美元。
1.市场需求扩大近年来，全球石油市场需求稳步扩大，国际油价持续上涨，使得各国加快石油资源的勘探和开发。
同时，随着科技的进步和技术的不断发展，对石油钻机的要求也不断提高。
石油钻机制造商需要不断进行技术改良和升级，以满足市场需求。
2.技术升级提升生产效率在现代石油钻机行业中，技术的日新月异，制造商在钻机的生产和运行中综合运用了诸多先进技术，例如自动化控制、数字化钻井技术等。
这些先进技术的应用使得石油钻机的生产和运行更加高效和安全，提升了钻机行业的整体竞争力。
3.环保要求日益严格近年来，全球环保要求不断加强，石油钻机行业也不例外。
政府规定钻机的排放限制和安全标准，钻机制造商需要在生产过程中尽可能减少对环境的影响。
此外，随着全球环保意识的提高，消费者对石油行业的要求也越来越高，鼓励制造商采用更加环保的生产方式和产品设计。
4.地缘政治因素影响市场全球石油钻机市场发展受到国际地缘政治因素的影响，例如国际贸易纷争、地缘政治风险等。
这些因素周期性地影响市场，制作商们需要适时调整策略来应对不确定性的市场情况。
5.市场竞争日益激烈随着全球经济和钻机市场的不断发展，石油钻机行业的竞争越来越激烈。
各大制造商为了保持市场份额和竞争优势，需要不断研发新产品和技术，以提高钻机性能和降低成本。
同时，各国市场的不同，制造商也需要根据当地市场需求而调整产品的设计和制造。
综上所述，石油钻机行业市场发展现状呈现多方面的发展趋势。
随着技术新兴和市场需求的不断增长，石油钻机行业有望继续保持稳定发展，并在未来进一步壮大和发展。
国内石油钻机发展现状分析
国内石油钻机发展现状分析
一、背景介绍
石油钻机是石油工业中不可或缺的设备之一，其发展水平直接关系到石油勘探和开发效率。
国内石油钻机产业自上世纪八十年代开始启动，经过多年的发展，取得了一定的成绩，但也存在诸多挑战与问题。
本文将从多个方面对国内石油钻机发展现状进行分析。
二、石油钻机市场概况
三、国内石油钻机技术水平分析
四、国内石油钻机产业发展趋势预测
五、国内石油钻机产业政策分析
六、国内石油钻机产业存在的问题与挑战
七、国内石油钻机产业发展对策建议
八、结论
以上是关于国内石油钻机发展现状的分析，本文从市场概况、技术水平、发展趋势、政策分析、问题挑战及对策建议等多个方面展开论述，希望能够为国内石油钻机产业的发展提供有效参考和借鉴。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
石油钻机发展现状分析文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08](2)由于传统3缸钻井泵液流脉动率大，钻井液水力能量的连续性差，提供给水力破岩的水马力小，尤其在高压喷射钻井时，不能形成持续、稳定的高压液流，大大降低了水力破岩和携带岩屑的能力，从而影响了钻井速度。
新结构5缸钻井泵水力能量连续性好，效能高，破岩作用和清洗井底岩屑能力强，可以提高钻井速度。
(3)传统3缸钻井泵由于波峰大，固井时易出现水头锥进效应，造成水泥浆锥进串槽，严重影响固井质量，甚至破坏油井造成严重的经济损失；在采油注水时，由于波峰大出现锥进现象后将大大降低原油采收率。
而新结构5缸钻井泵由于液流脉动率小，用于固井时钻井液串槽的可能性小，有利于提高固井质量；用于采油时可大大提高原油的采收率和经济效益。
(4)传统3缸钻井泵的动力端由于是曲柄连杆机构，在运转中有上下死点，机械效率仅为70％左右，而且耗能大。
新结构5缸钻井泵的动力端由于采用的是斜盘结构，运转时斜盘爬行坡度为20°，没有上下死点，泵和柴油机运转平稳省力，机械效率可达90％。
(5)在泵功率相同的情况下，新结构5缸钻井泵的重量只有传统3缸泵的1/2~2/3，并可在设计压力25MPa下持续运转，而传统3缸钻井泵由于上述问题只能在低于设计泵压25MPa下运转(油田往往只能在18～20MPa的泵压下工作)，故使用新结构5缸销井泵钻井时钻速比传统3缸泵钻井提高 15％～20％，可大大缩短钻井周期和降低钻井成本，这对条件恶劣的油田、沙漠和海上油田更是一大优点。
(6)由于新结构钻井泵比传统的钻井泵在相同功率下，体积小，重量轻，泵压高，效率高，运转平稳，节约钢材和能耗，更适合作为油田固井水泥车的固井泵，压裂车的压裂泵和采油注水泵，其发展前景可取代石油、化工、冶金、采矿、发电、印染等领域的传统用泵。
2．双缸单作用液压钻井泵1994年，石油物探局机械厂与天津理工学院联合研制出一种用于WT一50型钻机的YNB一20型双缸单作用液压钻井泵，该泵已成功地钻了数十口井。
其性能特点是：(1)泵功率(20hp)。
(2)与传统曲柄连杆机构3缸泵对比，加工零件减少％；泵的重量降为％；在相同出水压力下流量提高50％；泵的成本下降到％。
(3)液压控制系统(HRS)可使油缸能自动往复运动，省去了电或机械控制装置，并能确保钻井泵在野外长期可靠工作。
在YNB一20型液压钻井泵的基础上，天津理工学院又研制了一种大功率双缸单作用液压钻井泵，该泵的主要性能参数是：最大缸套直径200mm；冲程 360mm；额定冲数54min一1；最大排量／min；最小压力16MPa；最小排量／min；最大压力33MPa；额定功率 370kW(500hp)；液压系统压力250bar；液压系统流量824L／min；油缸直径160mm；钻井泵重量小于3000kg。
该泵的特点是：(1)两只液缸垂直布置在直立缸套同一轴线的正上方，各油缸活塞与缸套活塞共用一根活塞杆。
(2)油缸活塞在液压控制系统(HRS)的控制下作连续的匀速直线往复运动。
(3)两个油缸的往复运动交叉，并在换向时彼此提供流量补偿，使两个缸套排液的流量曲线合成一平直曲线。
(4)与传统曲柄连杆机构的3缸钻井泵比省去了空气包。
(5)两只缸套的活塞杆腔由护罩连成一个连通空间，注以清水后可自动清洗缸套壁。
(6)油缸工作时的支座反力通过立柱作用在泵头体上，构成一封闭力系，因此，免除了通常的泵体。
(7)缸套用压板固定在泵头上，可迅速更换缸套活塞组件。
(8)该泵根据不同情况需要可单台工作，也可以两台或3台泵并联而成更大功率的钻井泵。
若两台泵并联，则泵的功率就变成1000hp，3台泵并联则泵的功率就变成1500hp。
3．高压隔膜钻井泵由上海大隆机器厂与郑州轻金属研究院联合研制的3KMl5／20型高压隔膜钻井泵于1995年12月通过国家经贸委、原机械部重大装备司及有关科研院所专家的技术鉴定。
认为该泵技术先进，设计可靠，运行平稳，维修方便，实现了机电一体化，在以固体颗粒的钻井液为介质的领域具有广泛的应用前景。
该泵的研制成功，填补了我国隔膜钻井泵的空白，其技术性能完全可以替代进口设备。
四、对石油井架现代设计方法进行了研究北京石油勘探开发科学研究院机械所与石油大学(华东)于20世纪90年代初联合对石油井架现代设计方法进行了研究，并在石油井架的动态设计法、可靠性设计法及非线性分析三个方面取得了重要成果。
1．石油井架的动态设计法以模型井架为桥梁，并采用试验模态分析和有限元分析相结合的石油井架动态设计原理和方法，适用于石油钻机各种结构型式的井架，对K型井架具有工程实用价值。
该方法提出的前开口井架最佳动力计算模型(三维立体梁一杵混合元模型)，不仅适用于JJ250／42-K型井架，而且还可应用于各种钩载级别的钻机、修井机的前开口井架。
该方法得出的JJ250／42-K型国产前开口井架动态优化具体结构修改方案和修改构件的尺寸规格，可提高其动态性能。
2．石油井架的可靠性设计法该方法得出的ZJ32钻机最大工作载荷概率分布及统计参数，可用于ZJ32钻机井架的可靠性设计，其分析方法适用于各钩载级别的钻机井架。
另外，该方法提出的井架构件截面可靠性设计与分析模式及井架构件抗力的分析规律和统计参数以及开发的计算机软件，为井架构件截面可靠性分析与设计提供了较为科学的方法。
3．石油井架的非线性分析该方法通过模型井架垂直静载试验，测得应力和位移随载荷呈非线性变化。
井架的非线性分析方法和开发的计算机程序可用于井架的非线性静力、动力分析。
该研究项目1995年10月通过了原中国石油天然气总公司科技局组织的评审验收，与会专家认为，石油井架现代设计方法的研究成果具有创新性，具有工程实用价值，可为我国石油机械科研、设计、制造单位钻机、修井机的井架设计提供科学的现代设计方法。
石油钻机在钻井过程中的振动在有些情况下非常强烈，这不仅影响钻井速度，缩短钻机使用寿命，而且对操作人员的身心健康也会产生有害影响。
因此，研究钻机结构动态特性及其在钻井过程中的动力反应，对钻机的结构设计、参数设计、生产使用及钻机减振改造是十分必要的。
为此，大庆石油学院与大庆钻井三公司共同开展了对在用ZJ-15型钻机的动态特性及其在钻井过程中的动力反应进行了试验研究，以期了解ZJ-15型钻机的动态特性，在钻井过程中能否全开4挡，现有钻机动力传动系统配置是否合理，对现有钻机如何进行减小振动改造等问题。
他们首先采用模态分析技术来对钻机的振动模态进行试验分析。
石油钻机是一个结构非常复杂的系统，自由度无穷多，为了便于研究，必须对复杂的钻机系统进行合理的简化。
在钻机的各系统中只有循环系统和动力设备与钻机主体是软连接，其余的系统和部件则是刚性连接并组成钻机的主体。
如起升系统的绞车和旋转系统的转盘都安装在底座支撑的钻台上；起升系统的天车、游车、大钩、钢丝绳以及旋转系统的水龙头、钻具的重量都由井架来承担，井架通过其大腿牢固支撑在底座的两个下船上；起升和旋转的动力设备与传动设备都安装在钻机底座的传动底座部件上；一些辅助设备也都安装在底座支撑的台面上。
可见钻机主体部分构成了以底座为支撑的刚性整性，那么这些设备和部件的质量都可以转化到钻机底座上。
因此，研究石油钻机的振动特性就可以转化为研究钻机底座的等效振动问题，为了研究方便，把钻机底座看成是一个结构比较复杂的咒自由度定常线性系统。
钻机底座对给予的任一激励所作出的响应能包含钻机振动特性的全部信息，可以用来描述系统的动态特性。
模态分析技术是用于对机械等工程结构系统进行动力学分析的现代化方法和手段，模态分析可定义为对结构动态特性的解析分析和试验分析，其结构动态特性用模态参数来表征。
在解析分析中，模态参数是力学系统运动微分方程的特征值和特征向量；在试验分析中，模态参数是试验测得系统的固有频率、阻尼和振型。
对于已经简化的石油钻机系统，由于应用解析法进行模态分析也是异常困难的，而且很难得出准确结果。
因此，通过试验并采用单点激振频响函数法依据单点激振，各响应点拾振的频率响应函数来提取模态参数和对钻机进行模态分析是一种有效方法。
钻机振动模态测试系统由激振力锤、拾振器、信号放大器、低通滤波器以及信号采集计算机组成。
信号传递路线见图1一l。
图1-1 底座振动模态测试系统组成根据分析，石油钻机的振动特性可以转化为研究钻机底座的等效振动问题，那么振动测试点都可以布置在钻机底座上。
钻机底座也是一个合结构，它由左、右上船、传动底座、左、右下船、绞车转盘座及4个支架等几大部件组成。
各部分之间用螺栓及销子牢固连接。
底座简化模型见图1—2。
为了全面收集各部件上的信息，底座部件上共布置了24个测点。
1997年9月，采用单点激振多点拾振的方式，对ZJ—15型钻机进行了振动模态测试，激振点取在底座过桥轴附近，拾振点取在如图1—2所示位置。
采集到的信号直接存入计算机硬盘。
用DASP大容量数据自动采集和处理系统，对现场测试的钻机振动模态数据进行传递函数分析和互功率谱密度分析后表明，钻机底座的钻台面结构整体性能较好，底座后部的左右上船与传动底座之间，底座前部与后部之间整体性能较差，这主要是底座前后两部分刚度不同造成。
对测试数据采用复模态多自由度模型进行曲线拟合，拟合后的频率响应特性与传递函数特性基本一致，说明对测试数据用复模态多自由度模型进行模态分析是合理的。
为了避免丢失模态，采用复模态多自由度摸型对所有测点的传递函数进行集总平均，得到平均后的频谱图，见图1—3。
频谱图上每一个峰值代表一个振动模态。
在截止频率为146拖的频率范围内取出18个峰值，因此，确定该钻机的模态阶数为18，即在该截止频率范8内可观测到18阶模态。
各阶模态的固有频率和阻尼比见表1一lO。
图1-3 模态阶数确定钻机在钻井过程中使用的挡位主要是3挡和4挡，现用钻机对应这两个挡位的动力设备及传动系统的运转频率见表1—11，这可能是引起系统共振的振源。
表1-10 各阶模态的固有频率和阻尼比模态阶数 1 2 3 4 5 6 7 8 9频率，Hz阻尼比，% O．4456 O．0623模态阶数10 11 12 13 14 15 16 17 18频率，Hz t9l。
434阻尼比，% O．000l O．2024表1-11 钻机动力设备及传动系统的转动频率设备名称柴油机电动机变速箱输入轴变速箱输出轴滚筒轴猫头轴转盘3挡(Hz)4挡(Hz)根据钻机上配置设备的工作转速范围进行分析得出，可能引起钻机强烈振动的频率区间是低阶模态区间，即主要是前3阶模态。
第1阶模态的固有频率为 6．274Hz，如果上下15％的范围为共振区，则共振区频率范围为～。
第2阶模态的固有频率为，如果上下15％的范围为共振区，则共振区频率范围为～；由此可见，变速箱输出轴的转动频率在这个共振区频率范围内，这说明该钻机在钻井过程中使用4挡可能发生共振。