模拟高温温度场螺杆钻具性能参数检测试验装置的研制

发布时间：2020-12-25 10:16

　　目前,随着深部钻探计划的实施,定向钻探技术的应用越来越广泛,各种定向孔、水平孔,以及具有一定顶角的倾斜孔越来越多,钻孔深度也越来越大。钻孔深度的增加必将导致孔底温度的增加,按照正常的平均地温梯度（3/100 m）计算,当钻至3000-5000 m深孔孔底时,其底部温度高达170左右,在地温梯度异常的地区,深孔孔底的温度将会更高。螺杆钻具作为一种孔底动力工具,直接承受着深孔孔底高温环境的影响,但是由于螺杆钻具的特殊结构,高温环境将会极大地影响构成其定子部分的橡胶衬套,使其严重膨胀,同时,金属材质的螺杆钻具在高温情况下也会产生微小的变化,这些变化将会导致螺杆钻具的工作性能发生极大地改变,从而使其输出功率急剧降低,使用寿命迅速变短,甚至直接损坏。为了改善螺杆钻具在深孔孔底高温环境中的工作性能,提高其输出功率,并延长其使用寿命,需要通过试验装置采集螺杆钻具在高温情况下的性能参数,本文对此展开研究:第一章阐述了课题研究的背景及意义,并对国内外试验装置的研究现状做出了文献调研,提出了课题研究的内容及方法;第二章分析了螺杆钻具各项性能参数之间相互影响的关系,确定了试验装置的检测参数项及其量程范围,并... 

【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

定向钻探示意图

图 1.2 研究路线图本文的研究路线如图 1.2 所示，通过文献检索及搜索整理同时引出本文研究的三条线，第一条线通过确定试验装置测试参数项之间的影响关系进而制定试验装置的各项技术参数指标，并以此作为传感器选型的依据；第二条线则是在确定试验装置整体结构及测试原理的基础上，进行试验装置各大功能模块的划分及整体设计和实现；第三条线将高温系统剥离开来单独进行设计，包括其加热方法和热传导方式、温度的电路控制和自动调节、保温材料的选择和保温层厚度的确定等方面，并通过软件模拟及温度场有限元分析确定研究高温系统能否达到试验的温度值要求，同时预测高温系统的外表面温度以及热量损失是否符合国家标准。至此，引出第四条线来，即对研制的试验装置进行实验室调试，并通过试验验证高温系统的可靠性和试验装置的稳定性，以达到试验装置的各项技术参数指标。

螺杆钻具的入水口，一端需要与螺杆钻具相连，另一端需要与高压软管相连，使之成为高压液体循环介质注入螺杆钻具的通道，同时为了可以检测高压液体循环介质的输入流量和螺杆钻具入口处的压力，需要在此安装一个流量传感器和一个入口压力传感器，为此该系统设计了如图 2.3(b)所示的尾座夹持装置；为了便于支撑固定以及卡持推送不同型号的螺杆钻具，该系统设计了如图 2.3(d)所示的两个同样的移动托架，以及如图 2.3(c)所示的由两根同样的平行轨道构成的可以供两个移动托架来回滑动的直线导轨。(a) 底座 (b) 尾座夹持装置

【参考文献】：
期刊论文
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[3]螺杆钻具马达检测方法的研究[J]. 王可,王斌,孙兴伟.  机床与液压. 2013(17)
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[5]螺杆钻具性能测试系统研究及应用[J]. 汪芸.  煤炭工程. 2013(03)
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[8]煤矿用螺杆钻具试验台研制[J]. 汪芸,姚宁平,王敬国,王普,乔小红.  煤矿机械. 2012(10)
[9]供热管道保温材料的选择及经济保温层厚度计算[J]. 魏玉满.  应用能源技术. 2012(04)
[10]螺杆钻具试验台应用研究[J]. 袁艳杰,李争.  科技创新导报. 2012(10)

博士论文
[1]超高温水基钻井液技术及其流变模型研究[D]. 许洁.中国地质大学 2015

硕士论文
[1]螺杆钻具性能试验自动测试系统研究[D]. 赵永昌.西安电子科技大学 2015
[2]螺杆钻具性能正向检测系统研究[D]. 刘雷.沈阳工业大学 2013



本文编号：2937455