鼠洞是石油钻采过程中接单根的装置,在整个石油钻采过程中扮演着不可或缺的角色。而在我国传统的石油钻采过程中,鼠洞接单根过程需要钻井工人手动操作,钻井工人的劳动强度大,工作条件差,安全性较低,井口机械化的改进迫在眉睫。另一方面顶驱的出现使得钻采过程中接单根变接立根成为了可能,这样可以节约非钻进时间,提高钻井效率。这一切都促进了新型动力鼠洞的研究,促使带有可扶正和伸缩功能的鼠洞的出现。对目前已广泛使用的最新型动力鼠洞,针对其无法保证钻杆的垂直下落和钻杆落入底部时对底部造成较大冲击的缺点,在仔细查阅资料和相关文献后,提出了改进设计新型的动力鼠洞扶正夹紧装置的建议。在检索现有鼠洞的工作参数后,拟定新型的动力鼠洞装置可处理的管柱直径范围为76mm—254mm。新型夹紧扶正装置的主要零件是竖直面上上下布置的两组滚轴装置,当钻杆下放进鼠洞后,两组滚轴装置在液压缸的推动下同步向中间靠拢夹紧钻杆,保证钻杆的垂直下落,避免与鼠洞管内壁之间的产生刮擦。其次是将滚轴装置和液压系统相连接,利用人工控制的液压系统来制动滚轴的转动,通过改变滚轴和钻杆之间摩擦力的大小来达到对下落钻杆减速的目的。在确定新型动力鼠洞的设计方案后对动力鼠洞夹紧钳装置的主要零部件进行了详细的计算和校核,对标准件进行了计算和选型。确定完主要零件的尺寸后,绘制二维零件图和装配图,三维的建模和装配。对结构的ANSYS仿真分析主要进行了静力学和动力学两方面。静力学分析主要是对受力复杂的零件,文中选取了滚轴和内壳体两个零件,参照设计过程中计算的受力情况对零件施加载荷,对计算结果输出的应力和位移云图进行分析,确保其可靠性。在对滚轴的计算中,由于滚轴的旋转,键槽的受力方向一直在变化,因此在分析完滚轴的初始位置(上下两个键槽的中心线在一个垂直面上)后,分别分析滚轴旋转45°,90°,135°的位移和应力云图。动力学分析主要是对夹紧扶正装置中的齿轮进行了模态分析,避免因齿轮的转速和齿轮本身的固有频率同步形成共振,对夹紧扶正装置造成破坏。