三牙轮钻头直径(尺寸)的设计计算方法

本文叙述关于三牙轮钻头直径设计计算的一种新方法。应用这种新方法,不仅可以在已知钻头的主要几何参数时,验算钻头的设计直径,而且可以根据预定的钻头直径计算出对应的几何参数。应用这种方法,还可以定量地探讨钻头各另件的加工误差对钻头直径误差的影响。本文并提供根据新的计算公式编制的电子计算机计算程序。     

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。     

CAD在牙钻头设计中的应用

本文介绍电子计算机辅助设计技术，在石油钻井牙钻头设计中的应用。文中主要阐述了牙轮钻头设计全套软件的内容、软件原理、特点以及使用软件的基本方法。该套软件以牙轮钻头几何学、运动学为理论基础，合理利用ＡＵＴＯＣＡＤ绘图软件包功能，按照牙轮钻头设计及制图要求，采用ＦＯＲＴＲＡＮ７７语言设计编制程度并制成成套软件。该套软件能方便地用于牙轮钻头设计计算和绘制设备图样。该研究成果居国内领先地位     

三牙轮钻头3D运动仿真与分析

在PRO/Engineer环境下创建牙轮、牙爪以及各个牙齿的模型,使用合理的连接将其装配并约束。然后在PRO/Engineer的Mechanism模块中,对三牙轮钻头设置载荷、约束及边界条件,确定初始条件,模拟钻头运动（包括钻头转动、牙轮传动及钻头整体向下运动）,测量并输出牙齿上某一点位移、速度、加速度及空间运动轨迹等数据。对比分析牙轮上各齿如背锥齿、外排齿及内排齿等所取点的各种数据,并对不同参数组合情况下输出进行了分析和对比,得到三牙轮钻头牙齿在钻进过程中各齿的运动状况,为钻头的几何设计和性能设计提供了丰富的、有用的信息,对牙齿破碎岩石的力学模型和坑的模型建立有着重要的意义。     

盘式单牙轮钻头破岩机理仿真研究

在适当的假设条件之下，建立了盘式单牙轮钻头破岩机理仿真模型，并在此基础上开发出盘式单牙轮钻头破岩机理仿真软件。通过将仿真模型的计算结果与西南石油学院钻头研究室部分台架实验结果进行对比，验证了该仿真模型的正确性。完成了不同钻井参数、不同钻头结构和不同岩石性能等条件下盘式单牙轮钻头破岩机理仿真分析，为盘式单牙轮钻头的设计提供了理论依据。     

CAD在牙轮钻头设计中的应用

本文介绍电子计算机辅助设计技术，在石油钻井牙轮钻头设计中的应用。文中主要阐述了牙轮钻头设计全套软件的内容、软件原理，、特点以及使用软件的基本方法。该套软件以牙轮钻头几何学、运动学为理论基础，合理利用ＡＵＴＯＣＡＤ绘图软件包功能，按照牙轮钻头设计及制图要求，采用ＦＯＲＴＲＡＮ７７语言设计编制程序并制成成套软件。该套软件能方便地用于牙轮钻头设计计算和绘制设计图样。该研究成果居国内领先地位。     

三牙轮钻头井底漫流速度计算探讨

在喷射钻井过程中,井底漫流速度是清除井底岩屑、净化井底的主动力。应用流体力学的基本原理,在垂直半喷嘴射流井底平面的点源散射物理模型,以及倾斜单喷嘴射流井底平面的源－汇叠加物理模型的基础上,对三牙轮钻头的三倾斜组合射流的井底平面漫流场建立了源－源叠加的物理模型,从而推导出了数学计算式。计算式中几乎包括了三牙轮钻头所有与井底漫流场有关的设计和应用计算参数。通过编制的计算机软件的计算结果表明,井底平面漫流速度和分布与实际和实验结果吻合。理论计算为三牙轮钻头的设计和水力参数设计提供了理论依据。     

牙轮钻头机械钻速计算

本文介绍苏联现在使用的一种在计算机上进行牙轮钻头设计时采用的计算钻头机械钻速的模型,它建立在牙轮钻头结构参数和现场与实验资料统计的基础上,从单个牙齿吃入岩石的深度入手,进而研究与单个齿圈相对应的环状井底的变深值,然后推算到钻     

牙轮钻头直径误差分析与计算

本文根据牙轮钻头几何学原理,应用计算机技术,对牙轮钻头直径的加工误差的影响因素、各有关设计参数的公差与直径误差的关系、以及钻头直径误差的分布情况进行了系统的分析与计算。同时对所编制的软件作了简单介绍。     

单牙轮钻头的设计与分析

基于大型CAD／CAM／CAE软件PRO／ENGINEER,采用先进的CAD／CAE技术,建立了适合于单牙轮钻头的模型特征库,对其进行变结构、参数化设计及运动仿真分析、三维有限元结构计算,为单牙轮钻头结构的设计提供了可靠的保证,使单牙轮钻头的设计开发技术发生了一个大的飞跃。     

三牙轮钻头轴承受力分析

本文叙述了我室研究三牙轮滑动轴承钻头,其轴承受力分析时所用到的“试验钻头”的特点,该试验钻头是按四川石油局成都石油总机厂生产的XHP 215zy—3型钻头基本参数设计并制造的、通过试验,获得了一组记录曲线,经整理并计算出了各牙轮轴大小滑动轴承的径向和轴向负荷,以及各牙轮的载荷分配百分比。数据处理结果说明试验钻头设计是成功的,各种载荷随时间而变化的记录曲线是可靠的。同时还开展了人为地变化牙轮高度对轴承受力影响的试验,最后提出了我们对该型钻头现有设计中几点讨论意见。     

PDC钻头几何学研究

本文系统地研究了ＰＤＣ钻头各几何结构参数之间的关系，在不作几何假设和简化的情况下导出了ＰＤＣ钻头几何学基本方程式，它可直接用于ＰＤＣ钻头运动学、切削力学研究和钻头设计中，避免了由几何假设和简化带来的计算误差     

单锥单齿圈牙轮运动规律的研究

牙轮钻头的牙轮都有镶嵌或铣切的牙齿,但以往研究牙轮运动学的文章,往往把牙轮当作无齿锥体来研究。本文从实际出发,从理论上研究了不超顶、不移轴布置的单锥单齿圈牙轮的运动规律,分析导出了牙轮钻头沿其轴线方向的加速度、着地齿的滑动速度和牙齿对孔底的冲击速度等运动学参数的表达式。因而较真实地揭示了牙轮的运动规律,对于设计牙轮钻头和进一步研究牙轮钻头的工作力学都有意义。     

计算机辅助钻头数控设计系统的开发应用

钻头生产企业针对目前钻头制造批量小、品种多、周期短的现状,研究开发了牙轮钻头的计算机辅助钻头数控设计系统。本系统利用二维或三维产品、工艺设计为基础的特征造型和用户专用系统建立全新的牙轮钻头建模设计方法和加工过程仿真。通过该系统在牙轮外园数控设计应用情况分析,说明计算机辅助钻头数控设计系统将实现产品、工艺设计、加工并行作业,提高钻头设计及制造质量水平。     

三牙轮钻头井底破碎试验及井底模式初步分析

本文对五种不同类型的牙轮钻头在实验架上所作的井底破碎试验进行了分析比较。并根据它们的井底模式,研究分析其破碎岩石的效果。硬地层钻头采用不等距布齿,软地层钻头采用较大的移轴距和超顶距,可提高钻头破碎岩石的能力。由井底模式的研究分析还证明了三牙轮钻头的牙轮运动为变速转动。钻头钻进时,纯滚动点在牙轮上的位置是变化的,其变化规律主要取决于钻头的结构特点。     

单齿圈牙轮钻头运动学实验研究

本文根据实验结果,着重分析了单齿圈单牙轮钻头的运动规律。指出:牙轮绕牙轮轴的转动和钻头绕钻头轴线的转动都不是匀速的,而是变速的。此外,还简要分析了牙轮的受力情况及牙轮齿与钢井底的相互作用过程。 文章结合实验结果,还分别讨论了单齿圈双牙轮钻头和单齿圈三牙轮钻头的基本运动规律。 以往,国内外关于牙轮钻头运动学的文章大多假定钻头的转动和牙轮的转动是匀速转动。这与实际情况不相符。为了真正掌握牙轮钻头的运动规律,我们拟实测钻头的转速和牙轮的转速,并从最简单的,既无移轴又无超顶的单齿圈等布齿的牙轮钻头入手进行研究。     

图像处理技术在刀具几何参数测量中的应用

介绍了一种基于图像处理技术的刀具几何参数测量方法,代替测量过程中的手动操作从而避免人为误差,提高了刀具几何参数的测量精度。以钻头为例进行了实际测量,CCD作为传感器采集图像,采集到的钻头刃部图像经过二次处理(滤波、二值化、边缘检测及提取)可得到待测图像的单像素边缘轮廓信息,采用局部取点对边缘轮廓进行三次样条拟合,求得边缘轮廓的切线,再经过几何计算可得到所需测量的钻头几何角度。通过对钻头后角的实际测量,其角度测量误差在30′以内,测量精度能够满足刀具测量的要求,证明此方法可行。     

井底模式特征量的提取与模糊聚类分析

通过对井底模式形状的研究,对井底模式特征进行了探讨,提出了一组特征量,并用Fuzzy聚类方法分析得出特征量和钻头结构密切相关。用本文建立的机械钻速、牙轮传动比等参数的预测计算式计算的结果与实验结果吻合较好。     

三牙轮钻头动载系数的台架测定

一、前言 在钻井工程中,牙轮钻头(三牙轮钻头本文都简称牙轮钻头)在井下承受了一定的轴向压力,该轴向压力是通过钻铤自重而加在钻头上的压力。这种压力,通常叫做钻压。我们把它叫做作用在钻头上的静载荷。此外,当钻头在钻井时,由于钻头上牙轮的     

牙轮钻头以车代磨加工工艺研究

介绍了石油钻井用三牙轮钻头的结构特点和工作原理。分析了牙轮钻头目前采用的加工方法和工艺特点,着重分析了三牙轮钻头主要零件牙轮的内孔、二止推面采用常规磨削加工工艺方法存在的问题;并从加工机床、刀具材料的性能及选择、切削用量的选择、切削液的性能以及安装定位等方面对采用以车代磨加工工艺方法进行了分析研究。现场统计数据资料表明,采用以车代磨加工工艺方法生产的牙轮钻头,不仅降低了加工成本,而且使钻头的使用寿命有大幅度提高,进一步说明采用以车代磨的加工工艺方法的合理性和实用价值。