高风压无阀式冲击器的结构设计与动力学研究
发布时间：2021-03-25 04:28
近年来,由于人类社会的迅速发展,使得矿产资源的消耗与日俱增。浅层区域与易进入区域的的露矿和浅层矿大多已开采殆尽,矿产资源的勘探与开采逐渐转向深层矿和复杂地层矿发展。面对矿产资源勘探与开采的新趋势,传统的钻探技术无法满足当前矿产资源勘查与开采的技术需要。气动冲击器凭借其钻进效率高、成孔质量高、所需钻压和转速小、排渣干净、钻头寿命长和对环境无污染等诸多优点,深受国内外钻探行业的重视。现场所用的气动冲击器在展现出独特优点的同时,也暴露出钻机利用率低、活塞断裂严重和钻井成本高等不足。为解决现场所用气动冲击器存在的不足,研究了一种新型高风压无阀式冲击器。其主要研究内容与结论如下:（1）高风压无阀式气动冲击器方案设计:参考气动手册及同尺寸气动冲击器的结构特点,结合高风压无阀式冲击器的应用场所与操作方式,完成高风压无阀式冲击器的参数设计,由此确立主要零部件结构,从而明确工具的整体结构。（2）活塞运动数学模型建立:根据所设计的高风压无阀式冲击器结构参数和工作原理,将活塞返程运动和冲程运动各分成五个阶段,以此描述各气室气体在活塞整个运动过程中所处的不同状态,结合气体流动理论,并联立活塞运动方程、气室气体...
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究流程
14倒灌入冲击器。中心孔用于进气，在设计时，要考虑到冲击器进气的需要，让气体充分进入冲击器内，中心孔不能太大，后接头API螺纹段的整体强度不足。与逆止阀配合的部位应采用圆角过渡，避免尖角，以防划伤逆止阀橡胶，导致逆止阀早期失效。后接头外部均匀分布有金刚齿，在遇到管柱内岩屑或其它异物造成卡钻时，能通过钻柱带动冲击器旋转，使得金刚齿能有效的破碎岩屑或者异物，从而解决卡钻问题，以便冲击器上提，并避免造成井下事故。后接头三维设计图如图2-1所示。图2-1后接头三维设计图Fig.2-13Ddesignoftherearjoint（2）逆止阀单元本课题所设计逆止阀单元主要由逆止阀帽、逆止阀、调气塞、弹簧和配气座等组成，逆止阀单元三维设计图如图2-2所示。逆止阀单元主要功能是为了防止气源压力不足时（如钻机停钻、加接钻杆或空气压缩机出现故障等现象），孔底压力大于钻杆压力，使得孔底携带岩屑的流体逆行进入潜孔冲击器内部。图2-2逆止阀单元三维设计图Fig.2-23Ddesigndiagramofcheckvalveunit
14倒灌入冲击器。中心孔用于进气，在设计时，要考虑到冲击器进气的需要，让气体充分进入冲击器内，中心孔不能太大，后接头API螺纹段的整体强度不足。与逆止阀配合的部位应采用圆角过渡，避免尖角，以防划伤逆止阀橡胶，导致逆止阀早期失效。后接头外部均匀分布有金刚齿，在遇到管柱内岩屑或其它异物造成卡钻时，能通过钻柱带动冲击器旋转，使得金刚齿能有效的破碎岩屑或者异物，从而解决卡钻问题，以便冲击器上提，并避免造成井下事故。后接头三维设计图如图2-1所示。图2-1后接头三维设计图Fig.2-13Ddesignoftherearjoint（2）逆止阀单元本课题所设计逆止阀单元主要由逆止阀帽、逆止阀、调气塞、弹簧和配气座等组成，逆止阀单元三维设计图如图2-2所示。逆止阀单元主要功能是为了防止气源压力不足时（如钻机停钻、加接钻杆或空气压缩机出现故障等现象），孔底压力大于钻杆压力，使得孔底携带岩屑的流体逆行进入潜孔冲击器内部。图2-2逆止阀单元三维设计图Fig.2-23Ddesigndiagramofcheckvalveunit
本文编号：3099025
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究流程
14倒灌入冲击器。中心孔用于进气，在设计时，要考虑到冲击器进气的需要，让气体充分进入冲击器内，中心孔不能太大，后接头API螺纹段的整体强度不足。与逆止阀配合的部位应采用圆角过渡，避免尖角，以防划伤逆止阀橡胶，导致逆止阀早期失效。后接头外部均匀分布有金刚齿，在遇到管柱内岩屑或其它异物造成卡钻时，能通过钻柱带动冲击器旋转，使得金刚齿能有效的破碎岩屑或者异物，从而解决卡钻问题，以便冲击器上提，并避免造成井下事故。后接头三维设计图如图2-1所示。图2-1后接头三维设计图Fig.2-13Ddesignoftherearjoint（2）逆止阀单元本课题所设计逆止阀单元主要由逆止阀帽、逆止阀、调气塞、弹簧和配气座等组成，逆止阀单元三维设计图如图2-2所示。逆止阀单元主要功能是为了防止气源压力不足时（如钻机停钻、加接钻杆或空气压缩机出现故障等现象），孔底压力大于钻杆压力，使得孔底携带岩屑的流体逆行进入潜孔冲击器内部。图2-2逆止阀单元三维设计图Fig.2-23Ddesigndiagramofcheckvalveunit
14倒灌入冲击器。中心孔用于进气，在设计时，要考虑到冲击器进气的需要，让气体充分进入冲击器内，中心孔不能太大，后接头API螺纹段的整体强度不足。与逆止阀配合的部位应采用圆角过渡，避免尖角，以防划伤逆止阀橡胶，导致逆止阀早期失效。后接头外部均匀分布有金刚齿，在遇到管柱内岩屑或其它异物造成卡钻时，能通过钻柱带动冲击器旋转，使得金刚齿能有效的破碎岩屑或者异物，从而解决卡钻问题，以便冲击器上提，并避免造成井下事故。后接头三维设计图如图2-1所示。图2-1后接头三维设计图Fig.2-13Ddesignoftherearjoint（2）逆止阀单元本课题所设计逆止阀单元主要由逆止阀帽、逆止阀、调气塞、弹簧和配气座等组成，逆止阀单元三维设计图如图2-2所示。逆止阀单元主要功能是为了防止气源压力不足时（如钻机停钻、加接钻杆或空气压缩机出现故障等现象），孔底压力大于钻杆压力，使得孔底携带岩屑的流体逆行进入潜孔冲击器内部。图2-2逆止阀单元三维设计图Fig.2-23Ddesigndiagramofcheckvalveunit
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