声频钻机的动力学优化及振动测试
本文选题:声频钻机 + 单偏心轮振动器 ; 参考:《西安石油大学》2015年硕士论文
【摘要】:在石油和天然气勘探中,主要依靠物探方法间接的了解地质构造和岩层性质,以寻找油气藏。黄土塬地区由于地质条件复杂、制约因素众多一直是我国油气勘探的重点和难点之一,为了克服这些困难,工程上对钻机的适应性、可靠性、轻便性和经济性提出了较高的要求。而声频钻机具有效率高、能耗低、钻进速度快以及适应地层范围广等优点,可以较好地满足工程实际需求。本文通过模拟仿真和振动测试的方法对声频钻机进行了深入的研究,具体有以下几个方面:1)本文运用LS-DYNA软件对声频钻机作用下的黄土进行动力学分析,得出在声频钻机能够产生150Hz的振动频率以及110k N荷载的条件下,能够实现对黄土的破坏和钻进。2)本文还运用ADAMS软件对单偏心轮系统和曲轴连杆活塞系统的运动学规律进行了模拟仿真分析,得出两者运动学规律的仿真分析与理论分析的结果基本一致,并且发现曲轴连杆活塞系统可以产生比单偏心轮系统更大的振动力。3)本文依托公理设计方法对单偏心轮振动器和曲轴活塞振动器这两种设计方案进行了比较分析,从而最终得出曲轴活塞振动器是更加优化的设计方案。4)本文使用DEWE 43-A数据采集分析仪器对声频钻机振动器产生的振动加速度信号进行了采集、处理和分析,发现振动器的最大加速度随转速的增加而增加,且在振动频率为150Hz时,钻机所提供的振动力已能够实现对黄土层的钻进。
[Abstract]:In oil and gas exploration, geophysical methods are mainly used to indirectly understand geological structure and rock properties in order to find oil and gas reservoirs. In order to overcome these difficulties, the engineering adaptability and reliability of oil and gas drilling rig in the Loess Plateau area is always one of the key and difficult points of oil and gas exploration in China due to the complex geological conditions and many restrictive factors. Portability and economy put forward higher requirements. The audio drilling rig has the advantages of high efficiency, low energy consumption, fast drilling speed and wide range of formation, so it can meet the practical requirements of engineering. In this paper, the acoustic drilling rig is deeply studied by means of simulation and vibration test, including the following aspects: 1) the dynamic analysis of loess under the action of audio drilling rig is carried out by using LS-DYNA software in this paper. Under the condition that the audio drilling rig can produce the vibration frequency of 150Hz and 110kN load, This paper also uses ADAMS software to simulate and analyze the kinematics of single eccentric wheel system and crankshaft connecting rod piston system. It is concluded that the results of simulation and theoretical analysis of kinematics laws are basically consistent with each other. It is found that the crankshaft and connecting rod piston system can produce greater vibration force than the single eccentric wheel system. 3) based on the axiomatic design method, this paper makes a comparative analysis of the two design schemes of the single eccentric wheel vibrator and the crankshaft piston vibrator. Finally, it is concluded that the crankshaft piston vibrator is a more optimized design scheme. (4) this paper uses DEWE 43-A data acquisition and analysis instrument to collect, process and analyze the vibration acceleration signal generated by the vibrator of the audio drilling rig. It is found that the maximum acceleration of the vibrator increases with the increase of the rotational speed, and the vibration force provided by the rig can be drilled to the loess layer when the vibration frequency is 150Hz.
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE922
【参考文献】
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,本文编号:1892960
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