基于滚动优化的校直工艺理论及实验研究

在分析细长轴类零件弯曲变形的基础上 ,结合行程控制校直工艺计算方法 ,将多弯曲点轴类零件的校直工艺问题作为一种优化问题进行讨论 ,反向校直弯曲作为约束条件之一 ,利用滚动优化算法 ,实现校直工艺实时预测算法 ,得到实时校直压点、支点和行程信息。实验研究表明 ,此算法满足校直精度要求 ,对全自动校直机设计开发有一定指导意义     

超短半径径向水平井转向机构仿真研究

困扰径向水平井钻进的主要问题之一是钻杆弯曲转向前进运动困难，为此采用ANSYS仿真软件对转向器系统构成、滑道截面形状和轨迹、材料模型、约束载荷进行了系统分析，建立了仿真模型。仿真与实验数据对比表明所建仿真模型是可行的，分析了滑道阻力变化对钻进的影响．结果表明，钻进失败的主要原因是钻头中心线与校直中心线存在一定的角度，钻杆的前进轨迹偏离理论值，或与地层干涉或再次发生弯曲变形。钻杆与转向器滑道的接触状况变坏，阻力大幅增加也是导致钻进失败的原因。     

超短半径径向水平井转向机构仿真研究

困扰径向水平井钻进的主要问题之一是钻杆弯曲转向前进运动困难,为此采用ANSYS仿真软件对转向器系统构成、滑道截面形状和轨迹、材料模型、约束载荷进行了系统分析,建立了仿真模型.仿真与实验数据对比表明所建仿真模型是可行的.分析了滑道阻力变化对钻进的影响.结果表明,钻进失败的主要原因是钻头中心线与校直中心线存在一定的角度,钻杆的前进轨迹偏离理论值,或与地层干涉或再次发生弯曲变形.钻杆与转向器滑道的接触状况变坏,阻力大幅增加也是导致钻进失败的原因.     

井壁变形和摩擦阻力对底部钻具组合的影响

将井壁变形与摩阻因素引入力学模型,以滑动摩擦为主建立了摩擦模式,用文氏弹性地基模拟井壁变形(即弹性井壁),应用有限元理论,研究了井壁与钻柱的相互作用对钻头侧向力的影响。计算结果表明,对较软地层井壁变形的影响不可忽视,尤其对三维井眼或造斜钻具,井壁变形对钻头侧向力的影响很大;摩擦与井眼弯曲共同产生了方位侧向力,而摩擦对井斜侧向力影响很小;稳斜钻具的钻头侧向力受井眼弯曲、井眼蚀变因素的影响较为突出。     

小直径钻头钻削加工的有限元仿真分析

针对小直径钻头在钻削过程中出现的弯曲、折断问题，利用PRO/E软件建立了小直径麻花钻头的三维模型，基于ANSYS Workbench软件分析了钻头钻削时的固有频率、变形、应力应变的变化规律，分析了钻头夹持长度、螺旋槽长、材料等因素对钻头强度和刚度的影响，提出了相应的措施来增强钻头的性能。     

引线矫正过程中矫直行程的研究

从弹塑性力学基本理论出发分析了压力校直过程悬臂梁弯曲的力学特性。建立了挠度与载荷之间的关系式。在此基础上,提出通过把载荷p当作中间量建立初始挠度y0与校直行程y的函数关系来解决引线校直过程中校直行程的确定,进而编制了引线校直行程计算VB程序。通过实例计算与校直实验结果的比较,验证了提出的方法及程序具有较高的求解精度能满足自动精密校直工艺的要求。     

电解铝厂阳极导杆根部校直机的技术与应用

电解铝厂的阳极导杆弯曲一般由导杆校直机进行校直,但生产中会出现少部分导杆根部弯曲的,这时如果采用目前的工艺校直需五步工序完成,造成极大的人力、物力浪费,如采用本文介绍的导杆根部校直机只需一道工序既能完成。     

W18Cr4V钢冷校問題的研究

拉刀、鑽头等长桿形高速钢工具在淬火时会产生不同程度的变形,而需要进行校直一般使用的校直方法是热校,即淬火时油冷至300-400℃时由油中取出,因为此时工件温度比较高,还有大量奥氏体尚未转变为马氏体,人们就利用奥氏体良好的塑性对产生变形了的工件进行校直。这种热校方法还是目前国内外较为普遍采用的高速钢工具的校直方法,但是它有一系列的缺点:工人劳动条件差,在校直过程中因工件温度不断下降,马氏体量不断增加,若不能及时校直,则在较低温度时不易校直,甚至发生把工     

轴类零件校直理论分析

文章主要运用弹塑性力学的基础理论，说明轴类零件弹塑性弯曲的基本原理以及压点式反弯校直方法的基本原理。给出反弯校直过程中的力参数、工艺参数和结构参数的计算方法。并通过实验和数值计算加以验证。对开发全自动液压校直机有一定的指导意义。     

井眼轨迹参数对钻头侧向力的影响规律研究

为了研究井眼轨迹参数对钻头侧向力的影响规律对现场井眼轨迹的有效控制 ,利用专用软件SABHA探讨了已钻井眼轨迹参数对钻头侧向力的影响 .结果表明 ,井斜角的影响表现为在不同的井斜角条件下 ,所研究的 BHA具有不同的造斜能力 ,而且这种造斜能力随井斜角的增加在相应提高 .弯曲平面倾角和井眼曲率的有机结合可以很好的描述井眼轨迹空间形状对钻头侧向力的影响 .当弯曲平面倾角为 0°时 ,钻头上的方位力近似为零 ,而当弯曲平面倾角为 90°或 2 70°时 ,钻头上的方位力很大 .表明当不考虑地层因素的影响时 ,井眼的弯曲平面倾角及弯曲程度是产生钻头方位力的一个主要因素 .在现场井眼轨迹控制过程中 ,应充分考虑这一特点     

内外钻井液作用下的旋转钻柱涡动分析

在理论上研究了内、外钻井液流体作用下的钻柱涡动问题．分析了钻柱内钻井液随钻柱旋转时的流体动压力和钻柱弯曲变形等所产生的扰动压力之和对钻柱运动的影响，推出了在这种情况下保持钻柱规则涡动的动力学条件；进一步分析了钻柱外环空钻井液流体对旋转钻柱所产生的反作用自激现象，通过对其数学模型的建立和求解，得到了钻柱涡动失稳的临界条件．较详细地探讨和论述了内、外钻井液作用下钻柱涡动过程的力学机理和运行规律     

倒装钟摆钻具组合设计方法

倒装钟摆钻具组合是一种新型的直井防斜钻具组合,在小井斜角高钻压下表现出了较好的防斜特性。以311.5mm井眼为例对倒装钟摆钻具组合的设计方法进行了研究。通过对稳定器上下钻铤尺寸搭配以及不同钟摆长度的分析可知,适当增加稳定器以上钻铤尺寸,降低稳定器以下钻铤尺寸以及增加稳定器与钻头之间钻铤的长度将有助于提高倒装钟摆钻具组合的防斜能力。倒装钟摆钻具组合设计时,在钻头与稳定器之间的钻铤不与井壁接触的前提下,应该使设计的钻具组合得到尽量大的钻头转角。研究为倒装钟摆钻具组合的优化设计提供依据。     

CNC7轴钻头刃磨机运动控制问题研究

本文讨论了CNC 7轴钻头刃磨机的原理及群钻和普通麻花钻的刃磨过程。以锥面作为钻头后刀面的数学模型,根据钻头的结构参数,计算机求出其对应的一组刃磨参数,并控制刃磨机磨削出理想的钻型。     

CNC群钻刃磨原理及参数的确定

讨论了ＣＮＣ群钻刃磨机的刃磨原理,以锥面作为钻头刀面的数学模型,根据钻头的结构参数,计算机求出其对应的一组刃磨参数,用于控制刃磨机磨削出理想的钻型。     

环境友好型全水压冲击凿岩机动力学 建模与数值仿真

介绍了以普通水作为传动、支撑推进、排屑和润滑介质的环境友好型全水压凿岩机;建立了以弹性杆、弹簧为基本单元的冲击凿岩机 波动力学模型;对YST–25全水压凿岩机进行了动态数值仿真与分析。研究结果表明：活塞最大压应力为102 MPa,最大拉应力为28 MPa,满足 了强度设计要求;钎杆中的应力比活塞的大;尽量减小活塞的截面积变化有利于延长活塞寿命;为了保证凿岩速度和能量传递效率,YST–25凿 岩机宜于在中硬到硬岩中钻进。这为环境友好型全水压冲击凿岩机的改进设计和效能评估提供了依据。     

深水钻井平台运动对无隔水管环境下钻柱的影响

深水无隔水管钻井环境下,裸露在海水中的钻柱受到复杂动力作用。在考虑深水钻井平台运动、波流共同作用情况下,建立了深水无隔水管环境下钻柱受力理论模型。算例分析表明,钻井平台的慢漂运动对裸露在海水中的钻柱变形和受力有一定的影响。在满足强度要求的情况下,尽量选用直径较小的钻柱。无隔水管环境下,裸露在海水中的钻柱在泥线以下的长度越长,则钻柱上部所受拉力越大,从而可使泥线附近钻柱段的变形和受力情况得到改善。     

水压凿岩机技术的发展及应用概述

介绍了水压凿岩机技术在国内、外的发展及应用现状,并从水压凿岩机工作介质及其特定工作环境出发,阐述了国内水压凿岩机应用技术所面临的主要问题.分析出了水压凿岩机赖以发展的三大关键基础技术:材料、设计和加工制造.同时,指出了水压凿岩机相对气动凿岩机的应用优势及发展前景.     

尾管固井过程中钻柱的动态摩阻力与变形研究

针对尾管固井送入钻柱动态受力和变形开展了系统地研究,主要目的是评价送入钻柱的安全性问题。首先, 根据送入钻柱的组合结构尺寸和井身结构尺寸,建立了钻柱承受摩阻力的力学模型,推导出了尾管固井过程中,由注 入流体流动引起的钻柱摩阻力和变形计算的解析数学模型;其次,根据钻柱的组合结构尺寸、钻柱内多密度和变体积 流体性质,推导出了尾管固井过程中多密度流体位置在钻柱内随注入时间变化的解析数学模型。模型已在四川龙岗 Lg63 井得到了应用,并验证了其可靠性和适用性。研究结果表明,在送入管柱内多密度流体作用下,建立的数学模型 可以实时计算出避开送入钻柱发生交变载荷作用的排量参数,并能优化出送入尾管柱安全工作的最优工作参数,为尾 管固井过程中钻柱动态摩阻力与变形引起的安全性评价提供了可靠的手段和方法。     

钻柱系统黏滑振动的自激振动特性研究

针对当前钻柱系统黏滑振动产生的影响不断增大的问题,研究黏滑振动的自激振动特性。通过建立钻柱系统的黏滑振动力学模型,推导了钻头于黏滞阶段与滑脱阶段的状态方程,并得到其滑脱阶段的振动响应。在得到系统黏滑振动特性的基础上,研究钻头在不同初始条件时相对转盘运动的相轨迹。结果表明,当钻头初相点存在扰动时,其运动均将趋向于稳定的黏滑振动,表现为钻头运动的相轨迹收敛于稳定的极限环。对黏滑振动产生的原因进行分析,结果表明,产生黏滑振动的钻柱系统在黏滞状态与滑脱状态转变时均存在摩擦扭矩的降落,相当于在钻头转动方向作用一个外载,即钻头临界状态转变时存在的负阻尼效应将钻柱的振动调节为自激振动。     

定向井轴向振动有限元分析

在定向井钻井施工中钻柱受力是很复杂的.仅钻柱振动就存在轴向振动、横向振动和扭转振动,其中钻柱轴向振动是导致钻柱失效的主要因素之一,因此需要进一步对定向井轴向振动进行研究.利用有限元方法分析了钻柱轴向振动规律.首先根据定向井特点建立全井钻柱模型,然后以钻柱单元为研究对象,建立了全井钻柱轴向振动的力学模型,采用线性代数方法,通过计算机分析获得了钻柱轴向振动的共振频率分布规律.钻柱轴向共振,其共振频率取决于钻柱的材料性能及形态特性,与钻柱的长度关系不大.在达到轴向共振状态时,钻柱与井壁激烈地碰撞,使钻柱短时间内产生严重破坏,同时还会造成井塌事件,给钻井施工带来经济损失.该问题的研究对指导钻井施工,减少跳钻、避免钻柱失效等情况有很大意义.