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隨著鉆井工藝技術的不斷發展，叢式井設計和施工不斷增多，土地占用得到減少，鉆井的成本正在大幅度降低。為解決叢式井組設備搬遷安裝時效差、人工勞動量大、人員的安全系數低等問題，鉆機整體平移技術逐漸得到廣泛應用。越來越多的鉆機生產廠家開始設計制造能夠整體縱、橫向移動的成套鉆機，并且大量的常規鉆機也開始進行底座加固改造以滿足步進式整體移動的需求。由于常規鉆機設計時沒考慮步進式整體移動因素，因此，鉆機在整體步進式平移時，結構強度是否足夠，能否滿足現場安全作業需求，在滿立根工況下移動是否安全，已成為急需確定的問題。所以，對底座加固后的常規鉆機進行步進式平移結構的強度分析。
鉆探工程公司一臺ZJSODBS電動鉆機，廠家設計時按常規鉆機設計，未考慮進行前后左右步進式整體平移。投人生產后，根據叢式井作業的需求，需要配套步進式平移裝置實現前后左右平移4m。對鉆機底座進行了加固改造，同時加裝步進式平移裝置，這套裝置由3部分組成：一是由支承座、頂升液缸及滑車總成等組成的支承移動模塊；二是由導軌總成、平移液缸等組成的步進平移模塊；三是由液壓站、液控閥件及輔件組成的控制模塊。如圖所示加裝該裝置，可實現鉆機在工作狀態下(井架、底座不下放)的整體縱向及橫向平移。該裝置最大舉升質量為550 t，頂升液缸理論最大推力2638kN，頂升液缸行程200 mm，平移液缸理論最大推力477 kN，平移液缸行程1000 mm。
無線結構應變測試系統一套，電源線、記號筆、砂輪機、膠水、清洗丙酮、綁扎帶、應變片。
鉆機無立根排放時進行前后平移。
(1)確定頂升液缸將鉆機舉升時最大工作壓力，緩漫舉升。
(2)鉆機前進緩慢平移。
(3)鉆機緩慢下放。該過程重復4次。
通過初步建模分析，鉆機在整體平移時，結受力最大部位均出現在鉆機底座基座主梁上，底座基座主梁及立柱三維視圖如圖所示。根據初步有限元分析結果，在底座堆座主梁n選擇12處關鍵部位(受力較大位針)如圖所示，共布置48個測點，每個關健部位測點布圖所示，應變片沿受力方向布在鋼翼板邊緣。
試驗時，對鉆機紹個平移過程受力情況進行實時監測，為一次完整平移過程4測點監測曲線經數據處理，可得到各測點應變俏和應力。
由于底座與水泥地面接觸時底座基座主梁受力很小，因此，鉆機平移過程中監測到的底座基座主梁應變應力變化值，為鉆機抬升時基座主梁最大應變應力，從而可以依據AISC《鋼結構設計規范》中的公式對底座基座主梁進行計算和校核。強度校核系數(UC值)為實際應力與許用應力的比值，當比值小于1時結構處于安全狀態。
底座基座主梁在鉆機平移時受到的最大軸向應力，彎曲應力可用公式計算。
依據鉆機結構圖紙及現場測繪數據，建立鉆機結構有限元實體模型，如圖所示。根據鉆機結構實際受力情況，施加載分析，主要計算鉆機額定載荷，包括頂驅、游車人鉤、鉆具接失等載荷。
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
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