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钻柱扭转振动模型的建立及求解 被引量:56
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作者 刘清友 马德坤 钟青 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期78-82,共5页
在建立了牙轮钻头与井底岩石互作用模型的基础之上 ,将钻头与井底岩石互作用力矩作为钻柱的下端边界条件。在适当简化的条件下 ,利用弹性杆理论和单元法 ,建立了在钻井过程中由于钻头与岩石互作用和钻柱弹性变形而导致钻柱产生扭转振动... 在建立了牙轮钻头与井底岩石互作用模型的基础之上 ,将钻头与井底岩石互作用力矩作为钻柱的下端边界条件。在适当简化的条件下 ,利用弹性杆理论和单元法 ,建立了在钻井过程中由于钻头与岩石互作用和钻柱弹性变形而导致钻柱产生扭转振动的动力学模型。在给定初始条件和边界条件的情况下 ,采用数值计算方法求解了钻柱扭振模型。为进一步弄清钻头、钻柱在井底的实际运动规律和动力学性能 ,控制井眼轨迹 ,预防钻杆早期失效奠定了理论基础。 展开更多
关键词 钻柱 钻头 动力学 扭振模型 钻井 建模
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通用下部钻具三维小挠度静力分析的数学模型及应用 被引量:17
2
作者 李子丰 赵新瑞 赵德云 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期121-129,共9页
随着钻井技术的进步,以控制井眼轨道为目的的下部钻具组合发展迅速。在原来的普通增斜、降斜和稳斜钻具的基础上,发展了多种类型的导向钻具、带偏心弯接头的防斜钻具、带柔性接头防斜钻具和两稳定器间变刚度的增斜钻具等多种新型下部... 随着钻井技术的进步,以控制井眼轨道为目的的下部钻具组合发展迅速。在原来的普通增斜、降斜和稳斜钻具的基础上,发展了多种类型的导向钻具、带偏心弯接头的防斜钻具、带柔性接头防斜钻具和两稳定器间变刚度的增斜钻具等多种新型下部钻具组合。为了更好地应用这些新钻具,建立了适用于对普通下部钻具、导向钻具、带偏心弯接头和柔性接头的下部钻具进行三维小挠度静力学分析的数学模型,包括(1)微分方程,(2)钻头、稳定器、弯角、变截面、切点和井壁的边界条件,(3)钻头的侧向力和钻头转角。用该理论编写了应用软件。作为软件的部分功能,对几套钻具进行了增斜率随井斜角变化的预测, 并进行了初步分析。 展开更多
关键词 下部钻具 导向钻具 数学模型 钻柱力学 柔性接头 三维小挠度静力分析
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射流元件损坏机理试验研究及分析 被引量:15
3
作者 熊青山 彭振斌 +1 位作者 殷琨 刘静 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2004年第5期97-100,共4页
液动射流式冲击器在高压釜内进行模拟试验时发现其工作性能良好,展现了其良好的应用前景。而在石油钻井、大陆科学深钻等深孔钻进中应用液动射流式冲击器发现,射流元件寿命较低。故有必要对其破坏机理进行研究。在实验中采用对比的方法... 液动射流式冲击器在高压釜内进行模拟试验时发现其工作性能良好,展现了其良好的应用前景。而在石油钻井、大陆科学深钻等深孔钻进中应用液动射流式冲击器发现,射流元件寿命较低。故有必要对其破坏机理进行研究。在实验中采用对比的方法,发现在大泵量情况下射流元件工作室内出现水射流反射及脉冲现象。射流元件破坏主要由脉冲AWJ切割所造成。液动射流式冲击器用于深孔钻进时射流元件有必要对元件尺寸进行改进。 展开更多
关键词 射流元件 损坏机理 深孔 液动射流式冲击器
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地质钻杆摩擦焊接头组织与性能 被引量:7
4
作者 傅莉 杜随更 刘小文 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期49-52,共4页
首次采用摩擦焊接工艺对地质勘探用钻杆的管体与接头进行了焊接试验 ,探讨了不同的热处理工艺条件对DZ6 0钢钻杆管体与 40Cr钢接头摩擦焊接头组织与性能的影响 ,并与采用热墩粗工艺生产的钻杆管体组织与性能进行了对比。试验结果表明 ,... 首次采用摩擦焊接工艺对地质勘探用钻杆的管体与接头进行了焊接试验 ,探讨了不同的热处理工艺条件对DZ6 0钢钻杆管体与 40Cr钢接头摩擦焊接头组织与性能的影响 ,并与采用热墩粗工艺生产的钻杆管体组织与性能进行了对比。试验结果表明 ,采用摩擦焊接及焊后调质热处理工艺制造的DZ6 0地质钻杆焊接接头的常规力学性能指标均高于地矿部DZ6 0地质钻杆管材的技术标准规定的数值 ,并优于采用现行热墩粗工艺制造的钻杆管材的力学性能数值。同时发现 ,采用合适的焊后回火热处理温度 ,可以有效提高焊接接头的抗拉强度及屈服强度 ,使其各项力学性能达到DZ6 0钻杆管材的技术标准 ,从而有效减少地质钻杆摩擦焊接头焊后热处理工艺 。 展开更多
关键词 地质钻杆 异质材料 摩擦焊接 力学性能 焊后热处理 焊接接头
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螺杆转子5轴旋风式铣削的刀轨规划研究 被引量:4
5
作者 易先中 高德利 +1 位作者 明燕 余万军 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期66-69,共4页
根据螺杆转子的形素信息特征 ,提出了螺杆转子 5轴卧式数控旋风式铣削加工的新技术。研究了铣削加工刀具轨迹规划中的走刀步长、走刀步距和刀具姿态等参数以及转子螺旋曲面的几何特征以及螺杆转子的 5轴旋风式数控机床铣削原理等问题。... 根据螺杆转子的形素信息特征 ,提出了螺杆转子 5轴卧式数控旋风式铣削加工的新技术。研究了铣削加工刀具轨迹规划中的走刀步长、走刀步距和刀具姿态等参数以及转子螺旋曲面的几何特征以及螺杆转子的 5轴旋风式数控机床铣削原理等问题。此旋风式铣削技术是在走刀过程中实时地改变刀具的轴心线绕切触点工件曲面外法线向量转动的角度 ,即调整 5轴卧式数控机床沿第四、第五轴方向转动的角度来实施铣削加工。螺杆钻具转子表面是一种基本几何特征仅取决于其生成母线的特殊三维空间曲面 ,其端面截形的成形精度是决定螺旋曲面加工质量的主要因素。实际试样切削表明 ,5轴旋风式铣削技术是复杂螺旋曲面快速、高效、精确制造的一种可行技术 ,其成形精度高。在相同表面粗糙度要求的条件下 ,相对于普通 3轴数控机床 ,可使刀具切削行程减少 8.5 %~ 12 .0 % ,加工时间缩短 10 %~ 15 %。 展开更多
关键词 旋风式铣削技术 螺杆转子 螺杆钻具 数控铣床 刀具 石油勘探
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铅垂井段钻柱在浮重作用下的静力分岔分析 被引量:9
6
作者 焦永树 蔡宗熙 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1998年第A01期256-260,共5页
以往研究钻柱静力稳定怀的文献大都忽略了轴力沿轴线变化而产生的影响,因而得出的结果与实际情况有一定差距,本文在考虑几何非线性和轴力沿线轴变化的基础上,研究了铅垂井段钻柱柱在浮重作用下的静力分岔行为,得到了钻柱发生静力分... 以往研究钻柱静力稳定怀的文献大都忽略了轴力沿轴线变化而产生的影响,因而得出的结果与实际情况有一定差距,本文在考虑几何非线性和轴力沿线轴变化的基础上,研究了铅垂井段钻柱柱在浮重作用下的静力分岔行为,得到了钻柱发生静力分岔的前六阶分岔值及相应的分岔解,由此,我们不仅可以得到钻柱发生静力分岔时的临界钻压和临界长度,而且还可以根据分岔解为钻井工程中稳定器和弯接头的安装提供参考位置。 展开更多
关键词 钻柱 静力分岔 几何非线性 分岔值 浮重
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地质钻探高强度铝合金钻杆研制及其应用 被引量:21
7
作者 孙建华 梁健 +5 位作者 张永勤 刘秀美 彭莉 王铁 朱彦彬 王汉宝 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2011年第7期5-8,62,共5页
铝合金钻杆的设计制造技术属高新技术范畴,世界上只有俄罗斯、美国等少数发达国家能够批量生产。简要介绍了我国地质钻探用铝合金管材研制、铝合金钻杆制造关键技术及野外试验情况,并对今后铝合金钻杆的研发和应用方向提出了建议。项目... 铝合金钻杆的设计制造技术属高新技术范畴,世界上只有俄罗斯、美国等少数发达国家能够批量生产。简要介绍了我国地质钻探用铝合金管材研制、铝合金钻杆制造关键技术及野外试验情况,并对今后铝合金钻杆的研发和应用方向提出了建议。项目工作成果对今后我国开发特深孔铝合金绳索取心钻杆和超深孔铝合金钻杆具有重要价值。安徽彭桥煤矿区的铝合金钻杆钻探试验最大孔深超过1000 m,应用效果良好,开辟了我国地质钻探铝合金钻杆在中深孔应用的先河。 展开更多
关键词 地质钻探 7E04铝合金 外丝钻杆 钢接头 钻杆柱
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扭矩对铅垂井段钻柱静力分岔的影响 被引量:8
8
作者 焦永树 严宗达 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1998年第A01期261-265,共5页
以往研究钻柱静力稳定性的文献大都不加说明地略去扭矩对钻柱发生静力分岔的影响,本文在考虑了几何非线性和轴力沿线线变化的基础上,研究了铅垂井段钻在浮重及扭矩共同作用一年静力分岔行为,得到了钻柱发生静力分岔的前六阶分岔值曲... 以往研究钻柱静力稳定性的文献大都不加说明地略去扭矩对钻柱发生静力分岔的影响,本文在考虑了几何非线性和轴力沿线线变化的基础上,研究了铅垂井段钻在浮重及扭矩共同作用一年静力分岔行为,得到了钻柱发生静力分岔的前六阶分岔值曲线,分析了扭矩的对钻柱发生静力分岔的影响。 展开更多
关键词 钻柱 静力分岔 扭矩 几何非线性 垂井段
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下部钻具组合的大变形分析——有限元动坐标迭代法的应用 被引量:5
9
作者 于永南 帅健 +1 位作者 吕英民 蔡强康 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 1993年第1期36-41,共6页
把动坐标迭代法应用于下部钻具组合(BHA)的非线性有限元分析。为BHA的非线性分析提供了一种简便而又有效的数值计算方法.给出了动坐标迭代法三维分析时有关变量的计算公式,编制了相应的计算程序,研究了不同井斜曲率和方位曲率对钻头侧... 把动坐标迭代法应用于下部钻具组合(BHA)的非线性有限元分析。为BHA的非线性分析提供了一种简便而又有效的数值计算方法.给出了动坐标迭代法三维分析时有关变量的计算公式,编制了相应的计算程序,研究了不同井斜曲率和方位曲率对钻头侧向力的影响以及线性分析和非线性分析结果对比. 展开更多
关键词 动坐标迭代法 有限元 钻具 组合
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非平衡钻进中的钻具问题 被引量:5
10
作者 马沈岐 王彦红 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期60-62,共3页
非平衡钻进技术是近些年发展起来的 ,在多种工程施工条件下得到广泛的应用 ,本文研讨了非平衡钻进工艺中有关钻具的问题 ,并简略讨论了应用中的具体问题。
关键词 非平衡钻进 钻具 钻探工艺 钻杆 钻头直径 钻头
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S75-SF中深孔绳索取心钻具结构及应用 被引量:7
11
作者 高申友 杨金东 +1 位作者 王金 吴兴宇 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2012年第5期45-48,共4页
随着中深孔地质岩心钻探工作量的大幅增长,不仅对绳索取心钻柱提出了严格要求,对绳索取心钻具的功能和可靠性要求也越来越高。S75-SF绳索取心钻具采用了双弹卡结构,增强了悬挂机构的安全性,提高了内管总成的投放和打捞速度,减轻了孔内... 随着中深孔地质岩心钻探工作量的大幅增长,不仅对绳索取心钻柱提出了严格要求,对绳索取心钻具的功能和可靠性要求也越来越高。S75-SF绳索取心钻具采用了双弹卡结构,增强了悬挂机构的安全性,提高了内管总成的投放和打捞速度,减轻了孔内冲洗液压力波动,在正常钻进时可降低泥浆泵压力损失,有利于复杂地层孔壁稳定。内管总成机构与内岩心管采用插接的连接方式,拆卸方便,便于钻探施工人员采取岩心。该钻具在施工中效果良好,减轻了工人的劳动强度,提高了施工效率,可满足中深孔绳索取心钻探施工要求。 展开更多
关键词 绳索取心钻具 双弹卡 插接式 中深孔 岩心钻探
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绳索取心复合钻柱的动力学行为研究 被引量:4
12
作者 梁健 郭宝科 +3 位作者 王志刚 孙建华 李鑫淼 尹浩 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2017年第7期34-40,共7页
绳索取心复合钻柱在岩心钻探"满眼钻进"过程中,钻杆易出现不同程度的划痕、压痕及磨痕等情况。本文利用非线性有限元方法,采用三维管单元对绳索取心复合钻柱拉压两处截面的涡动轨迹、涡动速度、横向振动、纵向振动规律进行了... 绳索取心复合钻柱在岩心钻探"满眼钻进"过程中,钻杆易出现不同程度的划痕、压痕及磨痕等情况。本文利用非线性有限元方法,采用三维管单元对绳索取心复合钻柱拉压两处截面的涡动轨迹、涡动速度、横向振动、纵向振动规律进行了分析。结果表明:转速的增加和钻压的增大会显著增加钻柱与井壁的碰撞次数;在相同钻压条件下,随着钻柱回转速度的增大,钻柱与井壁的碰撞机率增加、接触轨迹增长,致使钻柱与孔壁的滑动摩擦机会增多;钻柱的涡动速度均值将随钻压和转速的增加而增大,转速大于钻压的影响;转速的增加则会加大钻柱的横向振荡频率,钻压的增大会增加钻柱横截面的纵向振荡幅值。 展开更多
关键词 绳索取心钻进 复合钻柱 铝合金钻杆 非线性有限元法 动力学 磨损
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正循环潜孔锤实现反循环钻进双壁钻具配套研制 被引量:6
13
作者 李艳丽 王振志 +5 位作者 李晓晖 程林 满国祥 孔令沪 王克虎 杨宏伟 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2018年第2期52-55,共4页
空气潜孔锤反循环钻进因其具有较强的携屑能力、上返冲洗液不冲刷孔壁、钻进速度快等优势,是施工大口径钻孔和抢险救援孔的首选方案。但由于反循环潜孔锤技术还不够成熟,制造成本高,使用寿命短,因此开展了用正循环潜孔锤实现反循环钻进... 空气潜孔锤反循环钻进因其具有较强的携屑能力、上返冲洗液不冲刷孔壁、钻进速度快等优势,是施工大口径钻孔和抢险救援孔的首选方案。但由于反循环潜孔锤技术还不够成熟,制造成本高,使用寿命短,因此开展了用正循环潜孔锤实现反循环钻进工艺方法的研究。研制了这种工艺配套的钻具,包括大口径双壁钻杆、双壁稳定器、阻风环、正反接头等。研制的钻具在山东平邑石膏矿坍塌事故处理中得到了实践验证,完全能够达到预期目标,能够为大口径潜孔锤反循环钻进工艺推广提供硬件支撑。 展开更多
关键词 正循环潜孔锤 双壁钻具配套 大口径反循环钻进
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Φ420mm插接式密封型螺旋钻杆的研制 被引量:5
14
作者 姚克 殷新胜 姚宁平 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2005年第9期43-45,共3页
Φ420 mm插接式密封型螺旋钻杆是为满足煤层中利用螺旋钻具钻进近水平大直径钻孔的需要而研制的。介绍了其设计、加工和应用等情况。
关键词 煤层钻进 螺旋钻进 大直径水平孔 螺旋钻杆 插接式
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绳索取心钻杆超声波探伤方法分析研究 被引量:4
15
作者 刘华南 郭威 +1 位作者 孙友宏 计胜利 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2012年第7期31-33,共3页
对绳索取心钻杆断裂的原因进行了分析,对超声波探伤绳索取心钻杆方法进行了研究,对具体探测方法、探测仪器和探伤过程进行了分析。对有效预判绳索取心钻杆断裂、降低孔内事故发生率和减少经济损失具有一定的现实意义。
关键词 超声波 探伤 绳索取心钻杆
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提高金刚石制品性能的方法 被引量:2
16
作者 马保松 张祖培 《西部探矿工程》 CAS 1998年第4期61-63,共3页
介绍了提高金刚石工具性能的主要方法:添加稀土元素;自蔓延高温合成技术的应用;采用预合金胎体金属粉末;采用活化烧结方法;设计合理的结构;金属胡须增韧以及金刚石表面的金属化等。
关键词 金刚石制品 性能 提高法 金刚石工具
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42CrMo+G105高强度钻杆摩擦焊接性能分析 被引量:3
17
作者 姚宁平 龚城 田东庄 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2004年第2期42-42,共1页
通过对42CrMo+G105高强度钻杆摩擦焊接性能的试验研究,取得了焊合区拉伸性能超过API标准和《摩擦焊接钻杆焊区技术条件》(G105)要求的指标。
关键词 高强度钻杆 摩擦焊接 性能 API标准 固态焊接技术
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虚拟样机技术在地质工程机械领域的应用研究 被引量:3
18
作者 瞿叶高 卜长根 李金峰 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2006年第11期38-40,44,共4页
基于对国内地质工程机械的研发现状的考虑,根据虚拟样机技术的特点,讨论了在地质工程机械领域实施虚拟样机技术的必要性,并提出了建立地质工程机械虚拟样机的策略。联合PRO/E、ANSYS及ADAMS建立了气动潜孔锤的虚拟样机模型,对气动潜孔... 基于对国内地质工程机械的研发现状的考虑,根据虚拟样机技术的特点,讨论了在地质工程机械领域实施虚拟样机技术的必要性,并提出了建立地质工程机械虚拟样机的策略。联合PRO/E、ANSYS及ADAMS建立了气动潜孔锤的虚拟样机模型,对气动潜孔锤虚拟样机进行了仿真,阐明了虚拟样机技术在地质工程机械领域的应用前景。 展开更多
关键词 虚拟样机技术 地质工程机械 仿真 气动潜孔锤
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CJ-130型双向气动潜孔锤的研制 被引量:7
19
作者 马利东 隆威 苏冬九 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2009年第1期31-33,共3页
针对以往锚固孔钻机在滑坡地层极易引起卡钻事故,无法退出而报废的问题,研制了一种可进行双向冲击的气动潜孔锤。介绍了该潜孔锤的性能参数、工作原理及结构组成,并结合其能够进行双向冲击的结构特点,阐明了该气动潜孔锤的设计思路,同... 针对以往锚固孔钻机在滑坡地层极易引起卡钻事故,无法退出而报废的问题,研制了一种可进行双向冲击的气动潜孔锤。介绍了该潜孔锤的性能参数、工作原理及结构组成,并结合其能够进行双向冲击的结构特点,阐明了该气动潜孔锤的设计思路,同时对虚拟样机进行了性能校核计算,验证了该设备的可行性。经现场使用,效果良好。 展开更多
关键词 气动潜孔锤 双向冲击 活塞 锚固孔
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HC-15型大直径环状取心潜孔锤钻具结构的改进设计 被引量:3
20
作者 郑治川 殷琨 曹品鲁 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2007年第5期40-42,共3页
针对HC-15型大直径环状取心潜孔锤配风盒存在结构复杂、难以加工、密封性能差、局部维修困难的问题,设计采用配气罐来代替配风盒,结构简单,易于加工,不但密封性能好,强度可靠,而且易于拆卸,局部维修方便,大大降低了生产成本。
关键词 HC-15型大直径环状取心潜孔锤 配风盒 配气罐
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