地质钻探钻杆自动排放系统设计与实验研究

发布时间：2017-08-15 12:20

  本文关键词：地质钻探钻杆自动排放系统设计与实验研究

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【摘要】：本文设计了一套绳索取心钻杆自动排放系统,旨在协同钻杆移摆设备,实现起下钻过程中,钻杆排放操作的机械化、自动化。结合课题任务及目标,对钻杆自动排放系统进行结构设计、运动学仿真、关键部件静力学仿真、原理样机实验及初代样机试制。具体内容有如下几个方面:首先,对钻杆自动排放系统的国内外研究现状进行调研,阐述了本文的研究内容及意义。根据钻杆自动排放系统的功能及动作要求,确定了系统的整体结构及工作流程,运用Solidworks软件,建立了系统三维模型。其次,利用SolidWorks Motion模块对系统运动进行仿真模拟,得到了相关部件的运动轨迹、位姿、速度、加速线等运动参数曲线,通过分析运动结果,对运动规律进行总结,验证设计方案的可行性及合理性。再次,利用SolidWorks Simulation模块对系统关键部件正常工况下受力情况进行模拟仿真,得到部件的应力和变形情况,验证了零件设计的可靠性,同时为优化结构提供依据。此外,对本文中提出的创新方法进行了原理样机实验,通过原理样机实验验证了方法的可行性,并为初代样机的试制积累了经验。最后,绘制了钻杆排放系统样机二维图纸,加工初代样机,对系统相关设计及钻杆排放效果进行现场检验,并对样机试验成果进行总结,为日后系统的改进及完善工作提供参考建议。
【关键词】：钻杆自动排放 结构设计 静力学仿真 运动学仿真 样机实验
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P634.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.1.1 选题背景10-11
• 1.1.2 研究意义11
• 1.2 国内外研究现状11-19
• 1.2.1 钻杆排放系统发展历程11-12
• 1.2.2 国外研究现状12-15
• 1.2.3 国内研究现状15-19
• 1.3 研究内容及研究方法19-21
• 1.3.1 研究内容19-20
• 1.3.2 研究方法20-21
• 1.4 本文创新点21-22
• 1.5 本章小结22-23
• 第2章 钻杆自动排放系统结构设计23-42
• 2.1 系统总体结构设计23-25
• 2.2 钻杆架设计25-29
• 2.2.1 钻杆排放方式选择25-26
• 2.2.2 钻杆架总体尺寸设计26-27
• 2.2.3 垫梁设计27-28
• 2.2.4 钻杆架主梁设计28-29
• 2.3 钻杆推动装置设计29-38
• 2.3.1 推板模块设计29-34
• 2.3.2 悬臂梁设计34-36
• 2.3.3 升降模块设计36-37
• 2.3.4 原动机选型37-38
• 2.4 钻杆传送装置设计38-41
• 2.4.1 传送装置结构设计39-40
• 2.4.2 传送装置电动推杆选型40-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第3章 钻杆自动排放系统运动学仿真分析42-54
• 3.1 Solidworks motion运动仿真简介42
• 3.2 推板模块运动学仿真分析42-48
• 3.2.1 连杆机构运动仿真42-46
• 3.2.2 推板推动钻杆运动学仿真分析46-48
• 3.3 接送装置模块运动学仿真分析48-53
• 3.3.1 钻杆传送装置运动学仿真分析49-51
• 3.3.2 钻杆滚动运动学仿真分析51-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第4章 钻杆排放系统核心部件静力学仿真分析54-70
• 4.1 Solidworks Simulation静力分析模块简介54-55
• 4.2 钻杆架核心设计仿真分析55-64
• 4.2.1 主梁强度仿真分析55-56
• 4.2.2 主梁销轴强度仿真分析56-57
• 4.2.3 垫梁选型仿真分析57-61
• 4.2.4 钻杆支撑位置仿真分析61-64
• 4.3 钻杆推动装置核心部件仿真分析64-67
• 4.3.1 曲轴强度仿真分析64-65
• 4.3.2 悬臂梁强度仿真分析65-67
• 4.4 钻杆传送装置核心部件仿真分析67-69
• 4.4.1 剪叉杆强度仿真分析67-68
• 4.4.2 下推轴强度仿真分析68-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第5章 钻杆排放系统实验研究70-78
• 5.1 钻杆推动装置原理样机实验70-74
• 5.1.1 推动装置原理样机组装与调试70-71
• 5.1.2 原理样机推动效果实验71-73
• 5.1.3 钻杆滚动轴向位移实验研究73-74
• 5.1.4 原理样机试验小结74
• 5.2 钻杆排放系统初代样机现场试验74-77
• 5.2.1 样机试验74-76
• 5.2.2 问题及改进76-77
• 5.3 本章小结77-78
• 第六章 总结与展望78-79
• 6.1 总结78
• 6.2 展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 附录83-87
• 附录 183-85
• 附录 285-87

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本文编号：678123