螺杆钻具马达线型的替代和修正

针对螺杆钻具马达在设计和制造过程中遇到的转定子理论线型打扣和定子橡胶收缩变形问题 ,以普通内摆线等距线型螺杆钻具马达为例 ,从线型理论上进行了分析和研究 ,在保证马达转子 定子副正确啮合的前提下 ,提出了用变距线替代和修正马达转定子线型的新方法 ,该方法比用圆弧法替代和修正马达线型更科学、更方便 ,对优化螺杆钻具马达设计 ,提高马达制造质量和马达工作效率 ,改善马达工作特性具有重要的指导意义。     

螺杆钻具定转子热力耦合行为

针对螺杆钻具定转子啮合热滞后常常引起定子烧心失效这一工程难题,建立了三维螺杆马达定转子动态仿真模型,编写相关计算程序与仿真软件二次开发子程序,利用单向解耦方法,将复杂的动态超弹性材料热力耦合问题分解为形变分析、损耗分析和传热学分析3部分,对影响定子衬套线型及温度分布的相关因素进行热力耦合有限元分析。研究发现,热滞后对定子的温度分布与定子型线位移有较大影响,钻井液压力对定子型线的位移分布影响最大,同时也会加大定子的滞后生热,而过盈量的大小也对定子的滞后生热有着较大影响,当井深达到一定深度时,不适当的过盈量会导致螺杆马达效率降低。研究结果为螺杆钻具在使用过程中常常出现的烧心、效率降低、转速慢等现象提供了理论支撑,同时也为螺杆钻具定转子线型结构优化提供理论依据。     

大功率超长螺杆钻具设计

大功率新型螺杆钻具与普通单个或串联使用的标准螺杆钻具相比具有施工优点。经设计分析，实验试验和现场试验表明，这种新型螺杆钻具与普通单个或串联使用的螺杆钻具相比，具有机械钻速高，钻头使用寿命长和容易控制等优点。     

螺杆钻具液马达试验架的设计

介绍了一种螺钻具液马达试验架的工作原理及实际使用情况，利用该试验台架对螺杆钻具进行出厂检测，可有效节省试验开支，缩短试验时间，提高检测效率。     

螺杆-衬套副共轭线型啮合特性研究

采用短幅内摆线作为衬套的线型,根据包络原理,结合螺杆和衬套之间所特有的行星运动,求解出与衬套相互共轭的螺杆的线型。根据螺杆和衬套的共轭线型求解出螺杆和衬套接触点的最大综合曲率及其最大滑动速度,从而对共轭线型的啮合特性进行分析,确定了影响其啮合特性的因素。     

螺杆钻具硬特性与软特性的关系

通过对螺杆钻具工作原理及特性的分析，论述了目前在螺杆钻具设计，生产，使用中一些不易搞清楚的概念，观点，诸如“软，硬特性”，制动扭矩以及对它们的调控意义，给出了螺杆钻具的评判方法，并进行试验，证明是可行的。     

预轮廓螺杆钻具研制及应用

介绍了新型预轮廓式螺杆钻具的核心结构和工作原理、技术特点,对结构优化设计和所采用的特殊制造工艺技术进行了探讨。通过分析和改进,加强了关键环节的控制,完善了设计和工艺,保证了成品的加工质量。经过型式试验验证了该产品较常规产品的技术优势,并确定了产品的技术参数。现场应用情况表明:采用预轮廓定子技术的螺杆钻具具有比普通螺杆钻具动力更强、使用更持久的优势,马达寿命>500h。对预轮廓螺杆钻具制造经验进行总结,并提出了今后的发展建议。     

LMT—Ⅰ型螺杆钻具马达试验台

为了测试新购置和修复后的螺杆钻具马达密封压差,避免钻具盲目报废和盲目使用,以及为钻具能否使用提供科学依据,研制出LMT—Ⅰ型螺杆钻具马达试验台。试验台主要由主机、水路系统、液压系统、电气控制系统和微机系统构成。介绍了试验台主要部件的结构、技术参数及特点,并对测试过程作了论述。使用表明,试验台设计合理,能满足生产和使用要求,操作方便,性能可靠,能有效地提高钻井效益。     

地面可调螺杆钻具的研制

在定向井、大斜度井、水平井等特殊工艺井中,为优化井身质量,不同井段的造斜率可能会不同。而常规的弯螺杆钻具的弯角是固定的,为减少弯螺杆钻具的配备数量,设计了一种可分级调整弯度的螺杆钻具。该螺杆钻具的调弯机构由中间接头、调节花键套和弯母扣下壳体组成,可使一根钻具能得到0°-3°内13个不同的弯度。设计了一种适合地面可调螺杆钻具的球型万向轴,该万向轴采用分体式球型万向摆动的万向节和全密封式结构,克服了花瓣式万向轴的缺点,延长了螺杆钻具的使用寿命。     

中空转子螺杆钻具工作特性分析

介绍了中空转子螺杆钻具的结构、原理，导出了转矩、转速、功率、效率与马达两端压降的关系式，分析了其工作特性。为了改善该类螺杆钻具转速软特性，对中空转子分流嘴结构提出了改进建议。     

也谈螺杆马达转子铣刀的设计

根据螺杆马达转子的端面线型推导出转子螺旋曲面方程,按转子螺旋曲面与铣刀回转曲面相切的原理,用微分几何法求出了两曲面之间的切点所形成的接触线方程,指出接触线并非平面曲线,进而由接触点的坐标值确定出了铣刀回转曲面的轴向截面,即铣刀刃形。     

基于AMESim的齿轮齿条钻机动力头起升装置液压系统仿真分析

动力头起升系统是齿轮齿条钻机的核心技术,起升装置液压系统参数的合理性是衡量钻机性能的重要指标。介绍了齿轮齿条钻机起升系统的工作原理,设计了起升装置的开放式液压系统。基于AMESim仿真平台对开式液压系统进行仿真分析,研究了液压系统恒流源输出流量和粘滞阻尼的变化对整个动力头起升系统的影响,为起升系统作业参数的制定提供了依据。     

液化天然气开架式气化器工艺研究和设计

介绍了液化天然气开架式气化器的结构、工作原理、LNG组分及物性、星型翅片换热管设计、传热分析和计算,可供实际设计、生产参考。     

液压自动排管架研制与应用

为满足石油自动化钻机发展及其升级换代需求,研制了一种液压自动排管架。从结构形式、工作原理、主要技术参数、关键技术等方面进行了该产品的技术分析。现场应用表明,液压自动排管架结构安全可靠,管柱滚动平稳有序,管柱输送过程自动化程度高,能够有效降低劳动强度,提高作业安全性。     

基于模糊故障树的螺杆钻具马达总成失效分析

螺杆钻具作为一种容积式井下动力钻具,由于其独特的工作原理和优异的工作性能,广泛应用于钻井现场。由于影响因素较多,其失效形式不宜准确判定。根据螺杆钻具在现场应用过程中出现的典型失效案例,引入了模糊故障树的分析方法,建立了螺杆钻具马达总成失效故障树。通过定性分析,得到了故障树的最小割集,确定了钻具马达总成在工作过程中的薄弱环节; 引用模糊故障树计算方法,对所建立的故障树进行定量计算,并以转子表面磨损和冲蚀失效事件为例,计算其发生概率的范围。为螺杆钻具的设计、制造和使用维修提供了参考依据。     

齿轮齿条钻机用DQ250Y型液压顶驱研制

为齿轮齿条钻机研制了DQ250Y型液压顶驱,其动力传动系统采用空心轴马达直接驱动主轴,无减速箱及其稀油润滑系统。顶驱上、下运行过程中使用齿条作为导轨,能够主动施加钻压,依靠销轴传感器检测悬重等参数,特别适用于水平井、大位移井的钻井作业。液压控制系统为闭式系统,可两挡切换,实现高低速传动。测试结果表明:各项参数均满足现场使用要求,具有推广前景。     

基于传递矩阵法的齿轮齿条钻机纵向振动分析

将齿轮齿条钻机简化为线性链式连续多体系统,基于传递矩阵法建立了齿轮齿条钻机各个结构纵向振动的传递矩阵,运用矩阵乘法建立了钻机纵向振动的传递矩阵。分段计算了小车在井架不同高度和1~3km井深时纵向振动的1阶共振频率,并将模型的计算结果与软件的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:齿轮齿条钻机的系统振动频率主要取决于钻柱长度;井架的高度及升降小车在井架上的运动对钻机系统频率的影响很小,不会改变钻机系统的稳定性。研究结果对齿轮齿条钻机作业有一定指导作用。     

基于虚拟样机技术的齿轮齿条啮合力仿真分析

齿轮齿条平移机构是影响机械手总成在猴道中运动性能的重要因素。在ABAQUS中建立有限元模型,同时定义边界条件和接触参数,分析了不同转速下齿轮齿条啮合过程中的齿面接触应力和弯曲应力,为齿轮齿条传动系统的选型计算提供了理论依据。基于Hertz弹性碰撞理论,在ADAMS中建立了虚拟样机模型,对齿轮齿条刚体啮合力进行了动力学仿真分析计算,并研究了其转速特性曲线,以减少齿轮齿条啮合过程中的冲击和振动。     

车载式电动齿轮齿条修井机设计研究

针对现有修井机传动路线长、效率低、系统繁多等缺点,设计了一种车载式电动齿轮齿条修井机。利用ANSYS软件对齿轮齿条修井机的关键零部件进行强度和刚度分析,均能达到API的标准要求。车载式电动齿轮齿条修井机具有效率高、稳定性好、节能环保和一机两用等特点,其开发应用对油气田开发具有重要意义。     

液力驱动式单螺杆泵设计计算

在介绍了液力驱动式单螺杆泵的结构与工作原理后,给出了泵的两个主要部件单螺杆泵与单螺杆马达的螺杆-衬套副的端面直径、衬套导程和偏心距的计算方法,以及单螺杆泵与马达协调工作时,两者之间的扭矩和功率的大小应满足的关系。给出的计算公式是根据单螺杆式水力机械的基本理论和工作特点,并考虑现场实际提出的,因此对这种类型的单螺杆泵的设计具有普遍意义,对于不同总体结构布置形式的液力驱动式单螺杆泵,设计时有些公式应重新推导。