不锈钢空气舵真空扩散焊工艺

对不锈钢空气舵的真空扩散焊工艺进行了介绍,给出了工艺流程及焊后加工、检测方法.应用真空扩散焊工艺,能够实现空气舵骨架的焊接,并且焊接残余应力小.真空扩散焊后,将空气舵加工成型,能够得到两侧对称且均匀的高精度舵面.     

面向PDC钻头的三轴数控机床改进模块研究

对常用三轴数控机床进行改进设计以适用于PDC钻头加工。首先分析PDC钻头的加工特征,明确加工工艺。然后根据PDC钻头的实际加工情况和三轴数控机床的特点,设计机床改进模块和控制软件。最后与三轴机床结合,试加工PDC钻头。解决了普通三轴数控机床无法加工PDC钻头和五轴数控机床加工PDC钻头的高成本等问题。     

喷嘴孔径对PDC钻头井底流场影响的研究

PDC钻头在实钻过程中井底流场非常复杂,而优化其水力学参数是提高钻头钻井能力的有效手段。根据实际钻头结构,建立了不同孔径的四喷嘴PDC钻头井底流场模型并对之进行了数值模拟,分析了流场的总体特点,得出了在相同出口射流速度和相同流量条件下喷嘴孔径对PDC钻头井底流场的各种影响,并通过试验进行了验证,为PDC钻头的水力学设计提供了一定的指导。     

全局力平衡PDC钻头布齿优化设计

针对聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在钻井破岩过程中因受力不平衡，导致钻井倾斜、井径扩大、钻头产生横向振动和涡动，造成钻头早期失效的问题，基于已有PDC钻头切削力学知识，构建了PDC钻头弯曲力矩及全局力平衡布齿优化设计模型，并提出模型求解方法。布齿设计实例结果表明，采用全局力平衡布齿设计方法得到的布齿结构可使PDC钻头在不同进尺条件下均能保持全局力平衡状态，尤其低进尺（小于1 mm）时的力平衡状态得到极大改善，提高了PDC钻头的钻井稳定性，对于改善钻头受力、提升钻头使用寿命、提高钻井质量与效率具有重要意义。     

PDC钻头逆向设计方法研究

利用PDC钻头几何学的基本原理对PDC钻头切削齿空间位置的测量方法进行了推导,得出了关于切削齿的齿心坐标、后倾角、侧倾角等空间位置参数的计算公式,并且给出了将测量数据转化为设计数据,以及根据测量数据进行PDC钻头三维CAD建模的方法。     

PDC钻头切削破岩机理及数值模拟研究

由于PDC钻头几何外形、岩石材料以及井底钻井工况的复杂性,PDC钻头切削破岩机理的研究一直都是难点问题。基于单齿切削机理,引入岩石比功ε,推导出钻井钻压W、扭矩t和切削厚度d之间的关系,建立切削比功E与钻井强度S的二维图;同时结合接触摩擦分量,分析并阐述了破岩过程的概念模型;通过有限元方法建立全尺寸PDC钻头动态破岩的非线性动力学三维仿真模型,开展PDC钻头切削破岩机理的研究,进一步分析PDC钻头破岩过程的响应规律。结果表明:岩石损伤与应力云图可直观反映钻井过程岩石损伤剥落形成井眼及井底应力分布状况;PDC钻头钻进方向的位移、加速度和扭矩响应规律与理论分析相一致,并揭示了PDC钻头钻进过程中的"进尺台阶"现象,亦佐证了破岩过程的概念模型。     

PDC钻头的三维设计方法

PDC钻头在设计上的最大难度是无法精确定位，一般根据钻头冠部剖面形状的设计参数，靠经验和类比同型钻头来进行设计，设计的反复性比较大。介绍了PDC钻头的三维设计方法以及数据转换方法，从而克服了设计的复杂性，利用三维设计方法和NUMECA分析软件对PDC钻头进行设计和分析，可以大大提高钻头设计的效率。     

自适应PDC钻头研制

传统固定式PDC钻头在一次性钻穿不同岩性地层时，会出现扭转振动、跳钻、黏滑等问题，导致钻头磨损严重，甚至崩齿，影响钻头使用寿命，降低钻井速度。为此，研制一种在钻井过程中可自主调节切削深度的PDC钻头，从其结构特点、工作原理、技术参数选取等方面进行了详细阐述，并通过CAD三维仿真软件对自适应PDC钻头进行力学性能分析，评价其结构合理性和方案可行性。分析结果表明：PDC钻头刀翼采用独立悬挂模式，利用活塞原理使钻头刀翼根据地层变化进行轴向运动来避免钻头振动、黏滑的结构是合理可靠的，满足现场应用条件。自适应PDC钻头研制推动了钻井智能化发展，为解决钻头使用寿命短、钻井效率低问题提供了新的思路和方法。     

超高真空扩散焊机的研制

本文包括真空扩散焊国内外发展概况、超高真空扩散焊机的构造和性能、操作规程、焊接工艺试验,对本台设备的评价五个部分内容。文中详细叙述了设备的各组成系统,强调了区别于普通真空炉的一些特点,并对本台焊机进行了简单的评价,也和国外同类焊机进行了简单的对比。认为这台设备既能实现超高真空,又能加热加压,适用范围较广。同时,作者在纵观真空扩散焊国内外发展的基础上,提出了理想的扩散焊机的发展趋势。     

定向井PDC钻头结构分析

PDC钻头结构参数对定向井井眼轨迹的影响很大，但是，到目前为止，定性描述很多，仍没有比较完善的定量分析。因此，本文利用三维建模和有限元分析技术，对PDC钻头的结构参数进行数值模拟，提取有用参数，利用数值拟合技术，确定相关系数，改进PDC钻头结构指数，为PDC钻头结构参数的理论分析提供一种有效的分析方法。