向 颖， 丁 毅， 曾珊琪， 韩艳华

(陕西科技大学设计与艺术学院， 陕西 西安 710021)

0 引 言

模态分析是进行结构动态设计和结构动态特性分析的重要内容.在进行机械结构设计时不仅要关注结构的静态特性，还要考虑其它动态特性，使得机械结构在实际生产工况下满足强度、动态性能和抗震性的要求.模态分析就是从不同的角度更加科学地揭示系统的固有特性和振动规律[1-2].

利用ANSYS软件对用于油田中的气动套管补贴装置的中心拉杆进行模态分析，得到中心拉杆前10阶固有频率和振型，从而得出其在动态下是否满足机械结构所要求的力学性能.

1 气动套管补贴装置的工作原理

气动套管补贴装置是在油田生产过程中，受地质、工程或腐蚀等因素影响造成油井套管破损时的修复设备，它由动力部件、运动部件和密封部件组成.其运动部件主要有活塞、活塞缸、中心拉杆等零件，密封部件主要有锥套、锚体、补贴管及解脱机构等，如图1所示.

图1 气动套管补贴装置结构图

该装置由固体推进剂燃烧所产生的高能气体作用于活塞，使活塞产生直线运动带动中心拉杆与活塞缸套做上、下相向运动，迫使补贴管两端的锚体在锥套作用下产生径向扩张的塑性变形，将补贴管压焊在油井套管内壁上.当焊接压力达到设计要求后，解脱机构解卡实现工具整体回收，完成对破损井壁的修复[3].

在高能气体释放过程中,气动套管补贴装置的中心拉杆承……