石油钻机起升系统模块化设计与研究

摘要

近年来，随着市场形势的不断变化和产品更新速度的加快，用户对产品的需求也呈现多样化和复杂化。创新型产品的设计和设计周期的缩短能有效地提高企业的竞争力。
　　模块化设计技术是近年来迅速发展并普遍采用的一种现代设计方法，在企业竞争力中占据重要地位，通过基本模块能迅速组装成满足用户个性化需求的多种功能和用途的产品，较好的解决了产品品种、规格与设计制造周期、生产成本之间的矛盾。应用模块化设计技术能快速响应市场的不同需求，缩短产品的设计周期，降低产品开发的经济成本。石油钻机作为石油行业广泛使用的大型机械设备，应用模块化设计技术，又快又好的设计出满足要求的钻机产品，加快设计速度，降低设计成本，缩短生产周期，对企业乃至国民发展都具有十分重要的意义。
　　本文以钻机起升系统为研究对象，基于 Visual Basic6.0可视化编程语言和Access数据库技术，针对钻机起升系统，开发了一套钻机起升系统模块化设计计算机辅助管理系统，以实现钻机起升系统零部件的快速设计、查询，缩短了设计周期，提高了设计效率。
　　整个研究中，首先综述了模块化设计相关理论，阐述了模块划分的原则，将三维维系的模块划分原则用于钻机模块划分研究，得到了钻机起升系统模块划分方案和模块化设计方案流程模型；其次归纳整理了起升系统相关设计理论，为计算机辅助设计奠定了理论基础，实现了部件的快速设计；再次为了方便计算机管理，采用成组技术及 OPITZ零件编码方法对起升系统零部件进行了编码，并建立相关数据库，实现了模块信息的快速检索、查询和管理；最后开发出钻机起升系统模块化设计计算机辅助管理系统，并通过设计实例，结合 CAE软件，对该系统的合理性进行了验证。

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附表索引

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 模块化设计概述

1.3 钻机模块化设计国内外研究及应用现状

1.4 本文主要研究内容

1.5 论文的分析框架

第2章 钻机起升系统模块化设计过程

2.1 模块化设计思想

2.2 模块化设计流程

2.3 三维维系的模块划分原则

2.4 钻机起升系统模块划分

2.5 钻机起升系统的模块化设计过程

2.6 本章小结

第3章 钻机起升系统模块设计计算理论

3.1 钻机起升系统组成及工作原理

3.2 钻机起升系统总体参数计算

3.3 绞车模块设计计算理论

3.4 天车模块设计计算理论

3.5 钢丝绳选用

3.6 本章小结

第4章 钻机起升系统模块编码及数据库建立

4.1 成组技术

4.2 OPITZ零件编码方法

4.3 钻机起升系统模块编码

4.4 钻机起升系统模块管理

4.5 本章小结

第5章 钻机起升系统模块化设计计算机辅助管理系统

5.1钻机起升系统计算机辅助管理系统设计要求

5.2 钻机起升系统计算机辅助管理系统总体结构

5.3 钻机起升系统计算机辅助管理系统程序框图

5.4 钻机起升系统计算机辅助管理系统界面设计

5.5 本章小结

第6章 钻机起升系统模块有限元分析及可靠性分析

6.1 绞车滚筒模块有限元分析

6.2 滚筒的可靠性研究

6.3 天车滑轮有限元分析

6.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

附录B 绞车模块数据库设计程序

附录C 绞车滚筒可靠性分析命令流