钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。
起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。
起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。
起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。
下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。
旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。
在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。
其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。
钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。
方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。
扬州大学广陵学院本科生毕业论文毕业论文题目石油钻机用油井水龙头的结构设计及优化学生姓名专业班级指导教师完成日期2014年 5 月30日摘要现代钻机机械属于一套联合机组，深井钻机属于重型机械。
我国的石油钻采机械起步较晚，但发展较快，各石油机械零件设计已经发展到了新的高度。
水龙头属于钻采机械旋转系统的一部分。
水龙头由旋转部分，固定部分，承转部分组成水龙头通过提环挂在大钩上，可随大钩运行而上提下放；下部接方钻杆，连接下井钻具；上部通过鹅颈管与水龙袋相连。
由此可见，水龙头是提升、旋转、循环三大工作机组相汇交的“关键”部件。
水龙头作为钻采机械中承上启下的关键性组成部分，其质量和工作情况决定着钻机的工作情况。
对水龙头的要求也显得要有必要的苛刻性，对其结构的优化和寿命的延长也有很多要求。
根据水龙头所要完成的任务，本毕业设计首先对水龙头做整体结构设计，设计工程中考虑钻井工艺对水龙头的总体要求，满足API相应规范和行业标准要求。
根据二维图，进行三维建模后，对提环进行校核，并针对提环这一薄弱环节，运用ANSYS 进行应力、应变分析，适当优化，通过ANSYS分析，提环完全符合设计要求。
关键词：钻采机械水龙头ANSYS分析AbstractModern drill machine belongs to a set of joint sets, deep well drilling machine belong to heavy machinery. The oil drilling machinery in China starts late, but develops fast, the petroleum machinery parts design has developed to a new height. The tap to a part of the drilling machine rotation system. Faucet by rotating part and fixed part, handing down of the faucet by lifting ring hanging on the hook, can lift with hook run down; The lower connect the drill pipe, connect the well drilling tools; The upper by gooseneck connected with hoses bag. Thus, faucet is three big ascension, rotation, cycle unit work concurrent "key components". Faucet as a key part of which forms a connecting link between the preceding and drilling machinery, its quality decides the working condition of drilling rig and work situation. The requirement to the faucet also appears to have the necessary rigour, the optimization of the structure and the extension of life also has a lot of requirements.Keywords: Drilling machinery，faucet, ANSYS analysis目录摘要Abstract第一章：绪论 (1)1.1 本课题研究背景 (1)1.2石油钻机组成 (1)1.2.1起升系统 (2)1.2.2 旋转系统 (2)1.2.3 循环系统 (2)1.2.4 动力设备 (3)1.2.5传动系统 (3)1.2.6 控制系统 (3)1.2.7 井架和底座 (3)1.2.8 辅助设备 (3)1.3国内外发展状况 (4)1.3.1 国外发展趋势 (4)1.3.2国内的发展 (4)1.4石油钻机用水龙头功能简介 (5)1.4.1水龙头的组成 (5)1.4.2水龙头的功用 (5)1.4.3对水龙头的要求 (5)1.5课题研究的主要内容 (6)第二章：三维建模 (7)2.1SolidWorks软件简介 (7)2.2零件的三维造型 (7)2.2.1 提环的三维造型 (8)2.2.2鹅颈管三维造型 (16)2.2.3零部件建模及装配图 (25)2.3 本章小结 (31)第三章水龙头零部件校核 (32)3.1主轴承预期使用寿命校核 (32)3.1.1 对主轴承时间寿命计算式的分析 (32)3.1.2 主轴承预期使用寿命计算 (33)3.1.3 主轴承寿命校核 (35)3.2 壳体校核 (37)3.3 提环销校核 (38)3.4本章小结 (38)第四章有限元分析 (39)4.1 有限元分析软件简介 (39)4.2 提环的有限元分析 (39)4.2.1 创建提环分析 (40)4.2.2 划分提环网格 (41)4.2.3 计算接触块尺寸和载荷 (42)4.2.4 施加约束和载荷 (43)4.2.5 分析结果 (46)4.2.6 优化提环 (47)4.3本章小结 (50)第五章总结和展望 (51)5.1 总结 (51)5.2 展望 (52)致谢参考文献石油钻机用油井水龙头的结构设计及优化第一章：绪论1.1本课题研究背景我国钻采机械行业和其他传统机械行业一样，起步较晚。
石油钻机drilling rig:用于钻油气井和开采地下石油天然气的成套设备。
通常由起升系统、旋转系统、钻井流体循环系统、动力驱动系统、传动系统、控制系统、钻机辅助设备等构成。
功能：1.通过钻柱给钻头提供必要的钻速、扭矩、钻压，以破碎井下岩石达到钻探目的。
2.循环系统能及时清洗井底产生的碎屑，并使之携带出地面，以利于钻头在井下继续钻进。
3.起升系统能以一定速度起升井内钻柱和下放钻柱，并能下放套管。
4.钻井过程中，钻柱可能在井内发生遇阻、卡钻等情况，钻机必须有能处理以上事故的能力。
5.钻完一口井后钻机必须有移动性和拆装能力。
分类按钻井能力不同分类：浅井钻机、中深井钻机、深井钻机和超深井钻机。
按驱动方式来分类：机械驱动钻机mechanical drive rig、直流电驱动钻机AC-SCR-DC drive rig、交流变频电驱动钻机AC-VFD-AC drive rig、机电复合驱动钻机和液压钻机hydraulic drilling rig；按搬家rig move、安装、移动方式不同区分:撬装钻机skid-mounted rig、车装钻机self-propelled rig、拖挂式钻机trailer-mounted rig、整体移动钻机unitary move rig；按使用场合分类：陆地钻机、海洋钻机、沙漠钻机、极地钻机；此外还有区别与常规钻机的斜直井钻机。
基本参数1.名义钻深：钻机在规定的钻井绳数下使用规定的钻杆柱时，钻机的经济钻井深度。
2.最大勾载：在规定的最多绳数下，下套管、处理事故或进行其他特殊作业时，大钩不允许超过的载荷。
3.绞车额定功率、游动系统绳数、钻井钢丝绳直径、钻井泵单台功率、钻盘开口直径、钻台高度、井架高度。
井架derrick树立于钻台上用于石油钻井时提升和下放钻具的起重架。
主要有井架主体、天车台、立管操作台、下套管扶正装置和工作梯组成。
按主体结构可分为塔型架、K型架cantilever mast、A型架A-mast(具体包括伸缩式K型架telescoping mast和垂升式K型架bootstrap mast)。
