提高石油牙轮钻头转速的试验研究

本文介绍了提高牙轮钻头转速的试验研究。通过试验和实践证明。对牙轮钻头滑动轴承进行渗硼强化,并采用与之适应的润滑脂和密封圈以及合理的加工工艺,可使钻头转速由原来的60rad/min提高到120rad/min左右,大大提高了钻井效率,降低了钻井成本。     

牙轮钻头滑动轴承材料磨损性能的正交试验

要保证牙轮钻头在高转速下的使用寿命，关键在于轴承，严重的粘着磨损即胶合，是牙轮钻头滑动轴承主要的失效形式，本文针对一系列可供选择的滑动轴承材料，以正交试验讨论了其相互配磨的摩擦系数与磨损量，为选择和配用滑动轴承材料提供了依据，试验分析知，经ＣＶＯ处理的硬质合金与硬质合金配磨时其摩擦系数较小，配磨副之间的磨损量最小，是理想的硬对硬滑动轴承材料，若为提高抗胶合性，则应选铅基巴氏合金等等。     

牙轮钻头滑动轴承的接触有限元优化设计

以牙爪大轴颈和小轴颈的鼓形度为设计变量，以接触有限元分析的峰值接触压力为目标函数，以牙爪轴颈的体积不超过给定值作为约束条件，用接触有限元方法建立了牙轮钻头滑动轴承的优化设计模型。利用ANSYS软件进行接触有限元优化设计，优化结果表明：最优方案的峰值接触压力相对理想模型(无鼓形度)降低了34．6％，并且接触压力分布合理。     

单牙轮钻头研究

本文简述了单牙轮钻头的工作原理和工作特性，采用空间解析几何学的方法，毫无简化地，完整地建立了单牙轮钻头几何学和运动学基本方程，通过台架试验对牙单轮钻头轴承载荷进行了测试分析，并根据牙轮钻头运动基本方程编制了计算机仿真软件。采用本文的研究方法，能完成单牙轮钻头几何结构设计，性能设计，能在短时间作出许多设计方案的对比。     

单牙轮钻头轴承接触应力分析

采用Pro／M分析软件，利用接触问题的有限元法，对单牙轮钻头轴承内接触受力做了进一步的分析和研究。对轴承内应力的分布，轴向栽荷与径向载荷的关系，钻头结构参数、钻压与接触应力和接触面积的关系作了论述，得出了轴颈上接触应力的分布规律曲线，提出了轴承设计应注意的问题。     

三牙轮钻头滑动轴承失效分析

三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析。结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一。同时,轴承所受栽荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因。     

新型材料在牙轮钻头轴承中的应用

在分析钻头轴承系统工件条件的基础上,提出了钻头轴承材料应具备的基本性能。通过对国产新型耐磨材料的物理机械性能的分析,模拟钻井工况的材料磨损对比试验的研究,以及与新材料相适应的轴承结构的设计分析,本文得出:与现有金属付轴承相比,各种超硬材料的轴承付均能更好地适应钻头的工况,其中尤以人造聚晶金刚石耐磨性最好。结构合理、加工性好,能充分发挥新材料性能优势的材料复合型轴承将会成为未来钻头轴承的最佳竞争者。     

钢齿牙轮钻头齿面强化复合堆焊实验研究

运用自制的包含金属化的金刚石和硬质合金复合堆焊焊条,以O2-C2H2焰为焊接热源进行堆焊,制备了含有金刚石的复合堆焊层.采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、材料性能实验机、动载磨料磨损实验机等实验手段和方法进行了金刚石表面和复合堆焊层形貌分析,堆焊层与基体的结合强度及堆焊层在动载荷条件下耐磨损性能的测试.研究表明:金刚石经过金属化处理后表面具有一定的金属性和浸润性,通过一定堆焊工艺在钢齿牙轮钻头齿面形成了组织致密均匀、硬质点与基体熔合良好的强化层,其抗剪强度达到了625 MPa,磨损量减少了10%～70%,延长了钻头的使用寿命.     

直锥型高效旋风器流场的实验研究

用微机电测系统对直锥型旋风器流场进行了全面的测定,得到了三维速度分布图;并与既有的流场测试结果进行对比分析,提出了供理论计算用的流场特征参数。     

冻结过程对脂质体粒径影响的实验研究

为了研究不同保证剂、不同保护剂浓度在冻结过程中对脂质体粒径的影响,找到对脂质体保护效果较好的保护剂及其浓度,把1％、5％、10％、15％四种浓度的含葡萄糖、蔗糖、甘露醇、海藻糖的脂质体悬浮液按5℃／min的降温速率冻结到玻璃化转变温度Tg以下,然后在4℃冰箱中复温;分别测量脂质体冻结前、冻结后的平均粒径。冻结前以葡萄糖、蔗糖、甘露醇、海藻糖作保护剂的脂质体粒径最小的浓度分别为5％、10％、15％、10％;冻结后以葡萄糖、蔗糖、甘露醇、海藻糖作保护剂的脂质体粒径变化最小的浓度都为15％。     

银杏全果粉的流变特性研究

以银杏全果粉为原料,研究其在不同加工条件如加热、剪切速度、pH值、蔗糖浓度、盐浓度等影响下的流变特性.结果表明:银杏全果粉溶液粘度随加热时间的延长而增大,加热60min达最大值;其粘度随浓度的增加和温度的降低而增大,随着剪切速率的增加而减小;pH值、盐浓度对其粘度也有很大影响.     

快速冷却对大断面轴承钢棒材组织状态的影响

本文在现场湍流管式水冷器上对大断面轴承钢棒材进行快速冷却的基础上，研究了控冷后轴承钢的组织状态。利用快速冷却技术，可以得到球化退火的理想预组织──索氏体。     

牙轮钻头侧切试验研究

在定向井、水平井的造斜和扭方位作业中,钻头的保径侧切功能是影响钻井速度和井身质量的重要因素之一。模拟三牙轮钻头保径侧切齿形刮切破碎井壁岩石形成过渡带的运动,建立了试验装置;选择典型岩石,组合不同齿形、不同布齿结构、不同试验参数,进行了牙齿破岩及受力分析。研究结果对研究开发保径侧切功能强的造斜扭方位专用钻头具有实用价值,为合理确定保径侧切齿的齿形及布齿结构提供了技术依据。该项成果已在国内开发的第一种造斜扭方位专用钻头的设计中应用,并获得了成功。     

钢的铬钛碳化物涂尾工艺及性能的研究

研究了预先在钢件表面镀铬,而后在含钛元素的硼砂熔盐中扩散的复合处理工艺;用Ｘ射线衍射结构分析及电子探针扫描,确定了涂层的相结构,并测定了碳化物居的应力状态;经冲击疲劳试验证实,铬钛碳化物复合涂层的抗冲击疲劳性能优于单一的碳化物层。     

小型轴承套圈板坯冷翻边工艺研究

板坯冷翻边工艺是利用冲压原理，将板坯变为空心圆柱状的轴承套圈，使产品精度提高，实现少无切削，具有显著的经济效益。     

20Cr_2Ni_4W钢钴粉涂层激光合金化的试验研究

采用2KW CO_2激光器对20Cr_2Ni_4W钢进行了激光表面钴合金化的试验研究,用光镜、扫描电镜、X射线衍射、电子探针、透射电镜、显微硬度计等手段分析了合金化区域的成分、组织和性能。结果表明,激光表面钴合金化可获得含钴均匀的合金化层,高温硬度和热疲劳性能均有提高。