摘要：针对钻井过程中,出现的卡钻、粘滑现象,提出了一种产生扭转振动的新型扭力冲击器。首先分析了扭力冲击器的工作原理,然后,结合扭力冲击器工作的实际情况,建立了扭力冲击器运动学模型,并在此基础上,得到了扭力冲击器的碰撞频率与入口压强、入口流量之间的关系。最后通过实验测试与算例计算的结果进行对比,验证了计算方法的准确性与可靠性。研究结果表明:扭力冲击器的碰撞频率与入口压强、入口流量有着密切关系。碰撞频率与入口压强成正比,与入口流量呈反比。研究结论为扭力冲击器的进一步研究打下了基础,为扭力冲击器的现场使用了提供了参考依据。

摘要：以等壁厚螺杆钻具定子为研究对象,在分析螺杆钻具定子曲线的基础上,介绍了有限元数值解法在求解电解加工间隙电势分布的拉普拉斯(Laplace)方程几何反问题上的应用,并用ANSYS有限元软件分析了加工间隙电场强度分布,完成了螺杆钻具定子电解加工的阴极设计。

摘要：井眼轨迹控制工具是随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井工具.在复杂工况下,主轴承受钻压、扭矩和偏置机构作用力等,十分复杂.在课题组前期研究的基础上,对样机主轴的力学行为开展了进一步的研究,在建立主轴静力学模型的基础上,分析了工具外壳刚度、偏置机构安装位置等因素对主轴力学行为与造斜能力的影响规律.研究发现,主轴下端偏转角、偏心机构作用力和最大截面弯矩会随着偏心位移增加呈线性增加;随着外壳刚度的增加和偏置机构安装的位置与上支撑轴承之间距离的增加,工具造斜能力也会增强;通过分析偏置机构安装位置和外壳刚度对主轴力学行为的影响规律发现,随着外壳刚度的增大和偏置机构安装位置与上支撑轴承之间距离的增大,主轴最大截面弯矩也会增大.最后,给出了最佳的外壳刚度与偏置机构安装位置建议.

摘要：在常采用的由特定控制点直接求解涡轮钻具叶型型线的设计方法中,若控制点选取不佳,则较难设计出性能优良的叶型。通过控制点先设计叶型的中弧线,再由中弧线进行叶型加厚,易设计出满足要求的叶型。首先在涡轮钻具叶型进出口建立了4个已知条件,根据这4个已知条件选择了三次曲线进行中弧线设计,并求解出三次曲线中弧线的具体表达式。其次,研究了已有翼型数据沿该中弧线进行加厚的方法,求解叶型吸力面和压力面曲线包络点的坐标得到了叶型数据。最后,结合工程实际,选择设计参数,采用该方法设计了某型涡轮钻具叶型,并采用FLUENT软件对设计的叶型进行流场仿真。结果表明,所设计的叶型具有良好的特性,证明了该方法的可行性。

摘要：造斜率受导向工具结构、类型、钻井参数、井眼轨迹、地层和钻头等因素的影响,构成了一个多变量影响的非线性耦合体系。造斜率预测呈现一定的模糊性、随机性和非线性特点,难以用显性的定量关系式来精确刻画造斜率与其影响因素之间的函数关系。从回归分析预测法的角度,提出一种采用Kriging代理模型构建预测功能函数,进行造斜率预测的新方法。该方法基于空间插值理论,以造斜率预测值为输出目标。首先选取造斜率主要影响因素作为输入参数,确定训练样本和测试样本;然后,计算Kriging模型中的最优超参数,并构建该预测模型。最后,以测试样本为基准,计算模型预测性能指标,完成对Kriging代理模型的造斜率预测性能评价。通过现场案例研究表明,与常见的多元回归模型和径向基函数模型(radial basis function,RBF)相比,基于Kriging代理模型的造斜率预测方法在均方根误差(root-mean-square error,RMSE)、最大绝对误差(maximum absolute error,MAE)和平均绝对误差(average absolute error,AAE)3个常见的定量指标上表现了更佳的预测性能。预测结果更稳健,计算量更小,对造斜率的预测精度较高,能克服几何法预测精度不高或力学法计算量大等缺点。在工程应用中能节约计算成本和提高预测效率,便于推广应用。

摘要：为解决液压三缸往复泵的换向冲击问题,通过设计合理的转阀过流口结构,使过流面积在转阀旋转过程中呈匀加速→匀速→匀减速变化规律;利用AMESim软件建立了转阀控制的液压三缸往复泵液压系统的仿真模型,通过仿真分析,找出了液压系统供油量、供油压力、转阀过流面积大小和往复泵活塞位移之间的变化规律。该研究对转阀控制的液压三缸往复泵的设计具有重要的参考价值。

摘要：针对现有对柱塞泵研究的缺陷与不足,以及在使用过程中出现的非正常失效等问题,根据柱塞泵的工作原理以及现场使用情况对其进行振动失效机理研究,在对泵头、十字头、动力端、连接管线分析基础上,制定了一整套完整的振动测试方案,并将振动测试方案进行了现场的应用。结果表明:根据柱塞泵泵头、十字头、动力端、连接管线处振动强点所对应的频率为各部件的基频,可以判断出造成振动的原因。该研究结论可为降低柱塞泵的振动失效提供理论基础,对现场的安全生产,延长柱塞泵的使用寿命具有重要的指导意义。

摘要：为了降低涡轮钻具小批量生产时的成本,提高叶片的加工质量,以涡轮钻具叶轮整体数控加工为目的,提出了一种基于UG软件的综合加工方法。文章包括涡轮钻具叶轮的建模、加工方式选择、程序编译,采用自定义后处理文件生成相应的数控代码,并使用三坐标测量仪对所加工叶轮进行测量,使用UG软件对所得数据进行误差分析,结果表面加工质量符合预期。

摘要：针对水平井、定向井钻井过程中摩阻大、拖压等问题,提出一种新型振荡器以减小钻柱与井壁之间的摩擦(钻井减摩振荡器)。首先分析减摩振荡器的工作原理,建立其运动学和力学模型,在此基础上,建立试验条件下的振动分析模型。通过算例分析得到过流面积变化频率与流量之间的关系,计算结果表明过流面积随静阀孔直径增大而增大,总轴向力随静阀孔直径增大而减小,与过流面积成反比。对静阀孔直径为27.94 mm的减摩振荡器进行试验测试,通过分析试验测试与理论计算结果的关系,验证了研究方法的正确性。研究成果可为新条件下的钻井减摩降阻、提高机械钻速的相关技术与工具研究提供参考。

摘要：针对圆柱凸轮机构六缸往复泵进行了柱塞运动规律和各缸运动相位的研究,设计了动力端的凸轮机构,运用Matlab绘制了凸轮的轮廓曲线,分析了相位角误差对排量不均匀度的影响。研究结果表明:柱塞采用等加速—等速—等减速运动规律,各缸间采用60°相位差,往复泵理论上流量不均度为零;相位角误差对排量不均匀度有较大影响。研究结果对圆柱凸轮六缸恒流量往复泵的设计和制造具有一定参考意义。