SDC-2500 型煤層氣車載鉆機桅桿支架的模態分析

杜垚森，師 敏，趙 遠，伍曉龍，高鵬舉，3，湯小仁，王曉賽

（1.中國地質科學院勘探技術研究所，河北 廊坊 065000；2.廊坊職業技術學院，河北 廊坊 065000；3.中國地質大學（北京），北京 100083）

0 引言

煤層氣車載鉆機具有機動性好、施工效率高的特點，在煤層氣抽采井中得到了廣泛的應用［1-3］。桅桿是煤層氣車載鉆機的主要執行機構，桅桿支架是桅桿的重要支撐，對桅桿工作的穩定性和可靠性具有重要的影響［4-5］。由于外界激勵形式復雜，桅桿支架同時受到自身重力、支撐油缸作用力及動力頭反作用力等激勵作用，當激勵頻率與桅桿支架固有頻率接近時，就會產生共振，造成桅桿支架結構破壞［6-10］。由于桅桿支架結構復雜，因此采用有限元法進行模態分析，確定其固有頻率和模態振型，為支架的結構設計提供理論支撐，具有十分重要的指導意義。

1 桅桿支架結構

SDC-2500 型煤層氣車載鉆機如圖1 所示。

圖1 SDC-2500 型煤層氣車載鉆機Fig.1 SDC-2500 coal bed methane truck?mounted rig

該鉆機的主要技術參數如表1 所示。該鉆機的主要特點為：一是具有雙重動力，即底盤車發動機和車裝發動機，可根據鉆井需要切換不同的動力；二是采用PLC 控制系統，實現全液壓鉆進，自動化接卸鉆具，降低工人勞動強度；三是具有大行程的給進系統，單次能夠起下多根鉆桿，提高工作效率，動力頭加壓回轉功能能夠有效解卡鉆具，提高處理事故的能力。

表1 主要技術參數Table 1 Main technical parameters

桅桿系統是鉆機給進系統的重要部件組合。如圖2 所示，桅桿系統主要由兩部分組成，即桅桿支架和移動桅桿。……