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地下穿孔液压冲击器的研究与设计

本文对地下穿孔液压冲击器的工作原理及结构参数进行了系统研究,确立了冲击器前腔常压、套阀后控的工作系统,建立了基于线性关系的数学模型,并对液压冲击器的特性方程进行了研究。冲击功与冲击频率,是冲击器的主要性能参数,根据液压动力站可提供的压力及冲击器各部件的材质特性,将冲击器的额定压力设计为16Mpa,冲锤活塞稳态冲击末速度为8~10m/s。为了实现设计,根据冲击器的结构和工作原理,建立了动态仿真模型。通过动态仿真,分析了冲击器的结构参数对性能的影响,进而根据预期性能指标,对结构参数进行优化,以设计合理的液压冲击器各零件的结构。  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

射流式液动冲击器仿真计算与实验研究

应用计算流体动力学(CFD)进行射流式液动冲击器冲击系统的流场数值模拟计算和流场分析,通过动态网格技术的应用再现冲击系统运动过程;同时引入先进的粒子图像测速技术对射流式液动冲击器的射流元件内部流场进行实验研究,结合动态压力测量及频率测量将实验研究结果与数值计算进行对比分析,验证了理论计算的正确并揭示冲击系统的流动规律和特性,同时研究了特性预测及提出射流元件设计方法和加工艺的改进,较全面地进行了射流式液动冲击器的理论与实验研究。本文主要研究内容和相关结论包括:(1)重点研究基于CFD的射流式液动冲击器冲击系统动态流场的数值模拟方法,提出了冲击系统数值模拟解决方案;进行负载下冲击系统的流场全程动态特性分析;提出了射流元件负载情况下元件工作腔内恶劣环境预测方法;寻找最优参数组合及主次影响规律;分析各结构参数及泵量等因素对冲击器工作性能参数的影响规律。(2)应用先进的PIV激光粒子图像测速技术对射流元件工作腔内部速度流场进行了部分实验测...  (本文共187页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国地质大学
中国地质大学

节水型回转冲击钻具结构设计与钻进机理研究

水是人类赖以生存和发展的重要资源之一,是不可缺少、不可代替的特殊物质。中国属于严重缺水国家,已经被联合国列为13个贫水国家之一。西北许多地区缺水现象十分严重,有的地方甚至连人畜饮水问题都很难解决。缺水已经成为制约这些地区经济发展的致命瓶颈。保护和节约水资源是中国政府面临的一项紧迫任务。传统的钻进工艺为了排粉、冷却需要消耗大量地表水,尤其钻遇漏失地层时更是如此。近年来,随着国家地质大调查战略的实施,地勘行业快速复苏,钻探工作量剧增,尤其是西部大开发必须投入大量钻探工作量。在西部干旱缺水地区打钻,为一台钻机配两辆送水车从远方拉水的现象司空见惯,钻机为等水而停工的现象时有发生。不仅大大降低了钻探效率,而且大幅度提高了钻探成本。据野外队介绍,在有些交通不便的缺水地区钻一个200~300m的小口径钻孔,仅运水的费用就高达15万元,如果周围地区都严重干旱或冬季水管冻结,采用传统钻探工艺则根本无法完成。若能在这些干旱缺水地区实现节水钻探,既可...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

基于虚拟样机技术的动压反馈式液动冲击器结构设计与动态仿真分析

这是一篇以液动射流冲击器为研究对象,介绍基于虚拟样机技术和CFD技术的动态仿真分析方法在揭示工作机理、描述工作过程、预测使用性能等方面研究工作中的具体应用及相关结论的文章。液动射流冲击器是一种以液体作为工作介质实现能量的传递与转换、进行旋冲钻进最为重要的井下工具之一,同时也是我国拥有自主知识产权、在工作机理与使用性能方面皆有独到之处的多用途钻探机具。经过几代学者的研究,此类冲击器目前已形成可以成熟应用的系列化产品;但在使用过程中仍出现单次冲击功较小、能量利用率低、使用寿命短等缺陷,不能满足深孔钻进条件下长时间可持续工作的需求,且节能特性不佳。为此,必须从结构及工作原理上进行改进和创新。液动射流冲击器虽具有简单的动力机构,但射流元件的流控机理却较为复杂,为探讨新产品结构及新工作机理的合理性和可行性,本文首先应用CFD技术对射流元件内部流场进行了大量分析工作,重点考察了各孔道间的流量分配规律和压力恢复情况。然后据此建立射流元件与冲击...  (本文共203页) 本文目录 | 阅读全文>>

《探矿工程(岩土钻掘工程)》2019年12期
探矿工程(岩土钻掘工程)

新型涡轮扭力冲击器的试验研究

PDC钻头广泛应用于深部硬岩钻井中,在其钻进过程中经常出现粘滑振动现象,导致钻进效率低、钻头寿命较短,针对这一难题,研制了一种新型涡轮扭力冲击器,不仅能够通过扭转冲击技术来减轻PDC钻头的粘滑振动现象,还能够适应深孔的高温钻井环境。为了充...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械设计与制造》2016年03期
机械设计与制造

新型扭力冲击器的运动特性研究

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...  (本文共4页) 阅读全文>>