摘要：针对现有气动贯通式潜孔(DTH)锤反循环钻探技术在推广应用过程中遇到的岩矿心(样)丢失、卡钻埋钻事故时有发生等问题,提出一种可切换式反循环潜孔锤钻头的新结构,该结构在正常碎岩钻进和"强吹孔"时,可以通过花键套的辅助配合,从而实现反循环原理上的切换。与此同时,采用正交试验设计的方法,运用计算流体动力学(CFD)分析技术对该钻头中备用内喷孔的6个主要结构参数进行优化设计。研究结果表明:备用内喷孔个数(N)对钻头的反循环效果影响最大,其次依次是备用内喷孔直径(D)、倾角(Θ_s)、备用内喷孔与常开内喷孔间距(L)、水平偏角(Θ_d),而备用内喷孔距孔底高度(H)对钻头的反循环效果影响最小。当N=2,D=5 mm,Θ_s=30°,Θ_d=10°,L=0 mm,H=230 mm时,钻头备用内喷孔结构参数组合最优。

摘要：在活塞杆外径尺寸和缸体内径尺寸确定的情况下,通过更换不同尺寸的缸盖和活塞,观测了射流式液动锤运动副配合间隙变化对其性能影响的规律。观测研究结果表明:(1)当活塞与内缸配合间隙为常规设计值时,随着活塞杆与缸盖配合间隙的加大,在一定范围内冲击频率降低较平缓,超过一定范围后冲击频率随配合间隙的加大而迅速降低;(2)当活塞杆与缸盖配合间隙为常规设计值时,随着活塞与内缸配合间隙的加大,冲击频率几乎成线性迅速降低;(3)输入流量的增加不能改变配合间隙对冲击频率影响的趋势;(4)在数值相同的情况下,活塞与内缸配合间隙对冲击频率的影响比活塞杆与缸盖配合间隙的影响更为显著。

摘要：为了对射流式液动锤内分流结构进行优化设计,应用CFD(computational fluid dynamics)动态分析技术,研究了分流孔直径对射流式液动锤冲击性能参数和射流元件喷嘴处过流断面平均流速的影响,并进行了实验验证.结果表明:不同分流孔直径条件下,冲击功理论计算值与实测值最大相对误差不大于10%,冲击频率理论计算值与实测值最大相对误差小于11.5%;冲击功随着分流孔直径的增大近似以抛物线形式下降;冲击频率和射流元件喷嘴处过流断面平均流速随着分流孔直径的增大近似呈线性下降趋势.该研究解决了此前在设计阶段无法计算分流条件下液动锤性能参数和射流元件喷嘴处平均流速大小的问题,可为油气钻井用射流式液动锤内分流结构的优化设计提供参考.

摘要：冲击功、冲击频率等性能参数的测量对液动射流式冲击器的理论建模、性能评价及结构改造起到了至关重要的作用。传统测量方法由于种种缺陷不能准确方便地获取冲击器的性能指标,本文提出了一种新型测量方法,通过线性霍尔传感器非接触测量冲锤末速度,计算冲击功、冲击频率等关键性能参数。本文还基于虚拟仪器技术研制了冲击器性能参数测量仪器,给出了仪器研制方法及关键设计思想。通过实际测量准确获取了待测参数,充分说明了测量方法和仪器研制的可行性。

摘要：针对多孔介质中人工合成水合物分布不均匀问题,提出采用微波加热法制备多孔介质水合物样品的新途径,并设计了专用微波加热装置。基于电磁场理论及微波加热均匀性影响因素分析,设计了多馈源可调式波导加热系统。通过数值模拟和加热试验分析馈能口与样品间相对位置变化对装置加热均匀性影响,探讨该装置用于水合物样品制备的可行性。结果表明:装置加热均匀性受馈能口与样品间相对位置影响较大,其加热均匀性随二者间距的增加而显著提高,数值模拟与试验结果取得了较好的一致性;加热时间对装置的加热均匀性影响较小,该微波加热装置可满足制备均匀分布水合物样品的要求,同时对于其他对加热均匀性有一定要求的试验装置的设计具有参考意义。

摘要：基于Ls-dyna显式非线性动力学分析方法,建立"冲锤-钻头-岩石"碰撞模型,对射流式冲击器冲锤结构参数进行研究.分析等速度等质量冲锤与不同种类岩石撞击时,冲锤长度及直径变化对能量传递的影响.结合应力强度分析,探讨射流式冲击器冲锤合理结构.研究结果表明:岩石吸能值随冲锤直径减小单调提升;冲锤长度存在最优值,超过或低于最优值,岩石吸能值均减少;岩石可钻性等级或冲锤冲击末速度越高,冲锤结构改变对碎岩影响越小;最大应力始终出现在钻头尾部,相对面积小的撞击面边沿会出现应力集中,冲锤设计需兼顾钻头许用强度.

摘要：潜孔锤的性能受许多因素影响,其设计采用微机模拟仿真电算方法。根据潜孔锤工作原理,确立边界条件、建立数学模型。应用相关数学、动力学及热力学理论,运用有限差分原理,基于VB,采取面向对象的设计方式进行可视化程序设计。软件内含设计、数据处理、保存、辅助绘图、打印等功能。而设计采用向导式方式,界面友好。目前该软件进行了多种类型的潜孔锤设计,理论值与实测值基本吻合。软件除用于常压潜孔锤设计外,还将用于高围压潜孔锤设计,以满足深孔钻进要求。

摘要：应用CFD动态分析技术,以SC71B型射流式液动锤为研究对象,研究了活塞直径、活塞杆直径、活塞冲锤质量和行程对射流式液动锤射流元件临界流速的影响,并进行了实验验证。结果表明:理论预测值与实测值相对误差小于7.5%,精度远高于以往经验估计;射流元件临界流速随着活塞直径的增加而降低,随着活塞杆直径和活塞冲锤质量的增加而升高,与行程大小无关。以SC71B型射流式液动锤为例,为降低射流元件临界流速以减轻冲蚀,应设计40～42 mm的活塞直径、23～26 mm的活塞杆直径和11.2～23.5 kg的活塞冲锤质量。活塞直径增加23.5%时,射流元件临界流速降低了2/3;活塞杆直径增加60%时,射流元件临界流速提高了近4倍;活塞冲锤质量增加5倍时,射流元件临界流速只增加了1倍。

摘要：对图形格式进行了研究,分析了应用软件调用计算机辅助设计图形的原理,借助第三方软件,将图形转化为图元文件,从而使应用软件可以方便、高效地调用AutoCAD图形,以进行文档处理、图形设计以及专业级演示文稿的创建。介绍了第三方软件的高级设置、使用方法等,可以显著提高工作效率。

摘要：保压取芯技术是天然气水合物调查研究必备的关键技术.为了克服现有保压取芯器在应用中保压成功率低的问题,提出了采用天然气水合物钻井液在原位生成冰阀代替机械阀门实现对水合物岩芯保压的冰阀式保压取芯器.采用设计的冰阀实验系统在实验室内对天然气水合物钻井液原位形成冰阀的过程与冰阀的密封承压能力进行了研究分析,并结合计算流体动力学技术对冰阀形成过程进行了仿真模拟.承压试验结果表明:冰阀的承压能力随冰阀长度的增长而增大;模拟结果与试验结果均表明随着冰阀长度的增长,冰阀形成所需时间也有所增长.因此,在满足地层保压取芯要求的前提下,应尽量采用较短的冰阀,以缩短冰阀式保压取芯器内冰阀的形成时间.