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本文的研究目的是为了适应数字化时代的发展及虚拟样机技术的发展，为了对顶驱钻机的行为有一个深入的了解，同时为顶驱钻机的设计计算提供依据，为钻井轨迹的控制起指导性的作用。本文以ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)软件作为平台，同时借助ANSYS软件及Pro/ENGINEER软件对顶驱钻机中换杆机构及顶驱钻机整机做了较全面的仿真。同时应用数学建模的方法，对换杆机构的部分仿真结果及顶驱钻机整机的部分仿真结果做了验证，从而得到更加具体的顶驱钻机的特性。主要完成以下工作：
1、根据已有的三维顶驱钻机模型，在ADAMS软件中建立起换杆机构简化的仿真模型，并对其做了仿真和优化。
2、参照对简化模型优化的结果，在ADAMS软件中建立起换杆机构的详细三维实体模型，并把连杆替换成柔性件，对模型做了仿真，对不同模型的仿真结果做了对比分析。
3、根据已有的三维顶驱钻机模型，把在Pro/ENGINEER软件中建立的动力水龙头模型、在ANSYS软件中建立的井架模型、导轨模型和在ADAMS软件中建立的钻柱模型和钢丝绳模型在ADAMS软件中集成在一起构成顶驱钻机整体模型。
4、利用建立起来的模型对顶驱钻机起钻阶段和开钻阶段各自做了动力学仿真。
5、利用矩阵法对换杆机构的部分运动学仿真结果和动力学仿真结果做了验证。
6、利用能量法对顶驱钻机整机起钻阶段的部分仿真结果做了验证。
7、利用能量法对顶驱钻机整机开钻阶段的部分仿真结果做了验证。