孙文刚　李冬生　高岗

摘 要：本文对CAE技术在钻探装备研发中的优势、定位、CAE技术分析能力的形成、CAE技术在钻探装备研发中实际应用以及在CAE应用中遇到的问题进行了介绍，并结合实例进行分析。通过将CAE技术应用于钻探装备研发实际，其结果表明：CAE技术能缩短研发周期，减少研发成本，提高设计质量。

关键词：CAE仿真； CAE应用；钻探装备；全生命周期

1.CAE概述

CAE（Computer Aided Engineering）是使用計算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。CAE通常指有限元（FEA）分析和机构的运动学及动力学分析[1]。

2.CAE技术在钻探装备研发中的应用

在钻机研制过程中，多种因素制约，会产生各种问题。最常用的解决办法是，请专家或采用相应的仪器找出故障点，采取相应措施。通常提出的修改建议或许只针对某个零部件，但对整机来说，在解决一个问题的同时，很可能带来其他问题。早期采用CAE技术，投入总量和传统做法相比要少得多，钻机投产后，能将投入维持在很低的水平，从总体上来说，降低了钻机开发的总费用，上市时间也会提前。

2.1概念（初步）设计阶段的CAE仿真分析

该阶段的CAE仿真分析可以为设计人员提供设计工程师基础设计验证、不同方案的比较计算与分析，并为领导进行钻机设计方案决策和商务决策提供参考依据，能够回答企业是否能在预定时间、预定成本以及现有设备等约束条件下完成钻机的研发和制造任务。……