机械驱动旋转支撑转盘存在传动链长、部件多、整机质量大、在钻井平台布置困难等问题。设计了液压驱动的旋转支撑转盘,低速大扭矩液压马达安装在常规转盘输入轴端,采用先进的闭式液压控制系统和远程电液比例控制方案。在海洋钻井平台的应用表明,该转盘体积小,质量轻,拆装布置方便,便于实现精确和智能控制,满足了海洋钻井的工艺要求。

为了研究磁流变液的可控电气特性,以微米级羰基铁粉为分散相、油酸为表面活性剂制备了一种磁流变液。将自制磁流变液电阻器置于可控磁场中,研究了磁流变液电阻随磁场及时间的变化。结果表明,当没有外加磁场时,电阻器电阻大于500M?,表现为绝缘体的特性。随外加磁场逐渐变大,电阻值开始迅速减小至200?以下后趋于稳定。随着外磁场的变化,电阻值可实现可控调节。磁流变液的这种高阻态到低阻态的转变类似电路开关的开启与断开状态,为研究磁流变液的可控电气特性提供了依据。

针对石油矿场丛式井钻井作业,钻机必须进行整体移动的工况要求,介绍了国内外用于丛式井钻井的陆地钻机与海洋模块钻机整体移动的棘轮棘爪式移动装置、摩擦式移动装置、有轨滚动式移动装置、无轨滚动式全方位移动装置,重点介绍了上述四种移动装置的结构、工作原理以及应用现状。从适应性、可靠性、经济性等各方面比较和分析了各种移动装置的性能及优缺点,提出了适用于陆地石油钻机和海洋石油模块钻机的丛式井石油钻机移动装置模式。

针对钻井作业过程中人员劳动强度大、危险系数高、作业环境恶劣等问题,提出适用于改造钻机的管柱自动化处理系统解决方案.主要包括：动力猫道、铁钻工、二层台机械手、液压吊卡、集成司钻等多个设备.为实现管柱处理全过程的远程自动化控制,解决多设备联动、防碰和互锁等问题,开发集成司钻控制系统（简称集控）.通过集控实现作业人员远离井口、二层台无人值守,确保人员本质安全.最后结合该系统的现场应用情况,提出改造钻机增加管柱自动化处理系统需要解决的主要问题.