摘要：在研究的齿轮齿条钻机设计方案中,由于其特殊的结构设计,钻机井架重心和传动系统重心不在同一竖直平面上,产生的附加弯矩将会影响齿轮齿条的啮合。鉴于此,根据钻机实际偏载工况,建立了齿轮齿条模型,并从齿轮强度校核理论、有限元仿真两方面分析了齿轮齿条的啮合情况。分析结果表明:相比于无附加弯矩,附加弯矩会导致齿轮和齿条的齿面应力分布不均;同时随着附加弯矩的增加,应力呈线性增加,并在齿条受拉方向集中程度增加,增大了齿轮齿条轮齿破坏的风险;当齿轮运动逐步靠近齿条顶端时,推断齿轮和齿条可能出现脱开;附加弯矩将严重影响钻机的安全运行和钻井安全,并对齿轮齿条起升系统、井架结构和材料强度提出了更高要求。所得结论对钻机的设计具有一定的指导意义。

摘要：齿轮齿条啮合系统是齿轮齿条钻机的关键设备,其齿轮齿条的强度关系到整个钻机平台的作业安全。为了校核齿轮齿条强度,根据钻机实际工况,建立大模数重载齿轮齿条啮合模型,采用有限元软件分析齿轮齿条的啮合受力情况,并进行数值模拟,研究其接触应力和应变情况。根据齿轮强度校核理论对齿轮齿条进行理论计算。有限元仿真与理论分析结果表明:有限元分析模型的简化、加载的位置和大小、接触方式、约束方式以及运算简化处理等会产生一定的误差。在误差允许范围内,有限元分析结果更接近实际工况,可作为大模数重载齿轮齿条啮合的强度计算依据。研究结果对钻机齿轮齿条机构设计具有一定的指导意义。

摘要：为了研究潜孔冲击器的冲击运动规律,提高其冲击性能,采用有限差分法,通过对活塞运动进行数学建模及MATLAB仿真计算,模拟活塞动力学过程,并得出潜孔冲击器相应的冲击性能参数。同时研究后气室配气长度对潜孔冲击器冲击性能的影响,对后气室排气长度、后气室压缩长度和后气室进气长度建立关于冲击功率、冲击功和冲击频率的正交分析试验,并对数据结果进行优化,以更好地提高潜孔冲击器的冲击性能。研究结果表明:对冲击功率影响最大的是后气室进气长度,对冲击功影响最大的是后气室排气长度,而对冲击频率影响最大的则是后气室排气长度及后气室压缩长度;优化后冲击功率提高9.64%,冲击功基本保持不变,冲击频率提高10%。相关研究对潜孔冲击器设计及应用具有一定的指导意义。