马世榜，黄荣杰，冯庆东，张林海

(1.南阳师范学院 机电工程学院，河南 南阳 473061；2.南阳理工学院 机械与汽车工程学院，河南 南阳 473004；3.南阳二机石油装备(集团)有限公司，河南 南阳 473006)*



XSL450型石油钻机旋扣水龙头壳体有限元分析

马世榜1，黄荣杰1，冯庆东2，3，张林海2

(1.南阳师范学院 机电工程学院，河南 南阳 473061；2.南阳理工学院 机械与汽车工程学院，河南 南阳 473004；3.南阳二机石油装备(集团)有限公司，河南 南阳 473006)*

摘要：为保证石油钻机旋扣水龙头壳体的质量及安全，提高设计效率，通过SolidWorks软件建立了XSL450型石油钻机旋扣水龙头壳体的三维实体模型，针对额定载荷和2.25倍额定载荷2种工况下，运用ANSYS有限元分析软件，分别计算了壳体在额定载荷和超负荷条件下的应力状况，分析了壳体的应力分布规律。并根据API Spec 8C规范要求设置危险下限和安全上限，显示了2种工况下壳体的危险区域和安全区域，结果显示壳体是安全的。提出了改进和优化措施，为XSL450型石油钻机旋扣水龙头壳体的安全设计和结构优化提供依据。

关键词：旋扣水龙头；壳体；有限元模型；应力分析

水龙头是石油钻机的关键部件，它既要和上部的游车大钩保持相对静止状态，又要能带动与之下部相连的钻杆实现旋转运动。在正常工作状态下，其下部悬挂钻柱，内部输送高压钻井液，受力情况非常复杂，其工作性能的好坏直接影响整个钻机的安全性能、钻井效率、钻井质量和钻井成本[1]。水龙头主要由旋转部分和固定部分等组成。……