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牙轮钻头轮体速比的计算机仿真 总被引:5,自引:2,他引:3
在分析牙轮钻头牙轮运动特点的基础上,提出了牙轮以最小动方式运转的假设。借助于钻头几何学与运动学关系,利用计算机仿真的方法对牙轮转速与钻头转速的比值(轮体速比)进行试算。仿真求得的轮体速比与实测值的对比结果证实最小功假设是可以成立的。用这一仿真试验方法能较好估计牙轮钻头的轮体速比值。 相似文献
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分析了牙轮及牙齿的运动和受力情况,在一定假设的基础上建立了牙齿运动和受力、牙轮扭矩、角速度和角加速度的仿真模型。根据牙轮运动和受力互为因果关系这一事实,提出了牙轮动力学特性的计算机仿真实验方法,并对多种牙轮钻头和岩石进行了仿真实验。计算机仿真实验结果与台架实验结果吻合良好。由于不需要假设牙轮的具体运动,也不需要根据上一仿真步骤中钻头与岩石的互作用力来考虑下一仿真步骤中钻头牙轮的运动,该方法可使牙轮钻头工作行为的仿真更加符合实际情况。 相似文献
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单齿圈牙轮钻头复合运动破岩实验 总被引:1,自引:0,他引:1
根据8肘/村XHP2S—1型三牙轮钻头的结构尺寸,设计制造了单齿圈牙轮钻头。在复合运动玻岩实验装置上用单齿圈牙轮钻头进行了单次破碎岩石、重复玻碎岩石、等距布齿和不等距布齿破碎岩石等实验。实验结果表明,等距布齿时牙齿总落在上次破碎坑中或附近,重复破碎和压实坑中已破碎的岩屑,阻碍了牙齿吃入岩石深度的增加;不等距布齿时牙齿落在上一次两破碎坑的中间,形成另一个新的玻碎坑,加速了破碎带的形成,从而可提高破岩效率。建议设计钻头时,应采用不等距布齿来确定钻头的齿面结构。 相似文献
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牙轮钻头轮头速比理论研究及其仿真模型 总被引:1,自引:0,他引:1
牙轮钻头在破岩的过程中,影响牙轮转速的因素非常复杂。牙轮钻头的轮头速比研究对岩石破碎机理研究和钻头设计都有重要的指导意义。牙轮钻头轮头速比模型是钻头-岩石互作用仿真中最重要的基础模型之一。总结了国内外以基于正交试验结果回归、力矩平衡、最小功原理等为代表的几种牙轮钻头轮头速比模型建模理论,对比分析了这些理论的优点及存在的问题。在分析影响轮头速比的几何结构、钻井参数的基础上,提出了基于转动定律的轮头速比仿真模型。该模型综合考虑了影响轮头速比的主要因素,避免了计算牙齿受力、能客观真实地反映轮头速比的数值大小及变化规律,为进一步优化牙轮钻头钻进仿真模型奠定了基础。 相似文献
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系统地分析了牙轮钻头与井壁相互作用过程,建立了牙轮钻头运动仿真模型。对钻头的横向运动,井壁模式的形成和发展过程进行了详细的分析;探讨了牙轮钻头侧向切削机理;建立了描述牙轮钻头侧向切削过程的仿真模型和计算机仿真程序。 采用该程序可以对不同结构的钻头在不同钻井条件下,钻头的侧向切削能力、井眼偏移程度和井眼轨迹作出相应比较和判定。 相似文献
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利用异形牙轮(非球形)单牙轮钻头几何模型及计算机仿真技术,建立了钻头与井底岩石互作用仿真模型,编制了钻头与岩石互作用仿真分析软件。由仿真计算得到了给定结构参数的钻头与给定岩石互作用后的井底轨迹。通过钻头破岩实验,得到了实际钻井时的井底轨迹,它与仿真结果很相近,验证了仿真结果的正确性,为钻头设计提供了有力的帮助。 相似文献
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牙轮钻头滑动轴承磨损的计算机仿真 总被引:3,自引:1,他引:2
在美国Marshek和Chen提出的理论基础上,详细分析了牙轮钻头滑动轴承在不对中情况下与牙轮接触的情形,并采用新的确定两体接触区域的方法,在考虑而体之间摩擦的情况下推导了轴承间隙的一般表达式。通过计算机上运行所编制的仿真模型可以得到任意时刻轴承系统的工作状态、轴承副各部位的接触应力和线性磨损量。用该仿真模型可预测轴承系统寿命和改进轴承结构参数,从而可提高轴承系统的使用寿命。 相似文献
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介绍了在室内钻头试验台架上用资中砂岩和嘉一灰岩对81/2XHP2S—1型和8/2HP2型三牙轮钻头所进行的大量试验。试验中,通过数据采集和数据处理系统测出了这两种钻头钻进时的钻压、扭矩、传动比和机械钻速。试验结果表明,钻头的机械钻速与传动比、齿面结构、岩石性质及钻井参数有密切的关联,为改进这两种钻头的设计提供了重要依据。 相似文献
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牙轮钻头牙齿滑移量规律的仿真研究 总被引:1,自引:0,他引:1
通过计算机编程与仿真得出钻头主要结构参数的改变对井底牙轮钻头牙齿运动轨迹和滑移量的影响,并作定量对比分析。根据牙轮钻头几何学、运动学基本方程建立牙轮钻头几何学、运动学仿真模型,编写牙轮钻头牙齿运动轨迹程序。研究结果表明,当其它参数不变时,牙齿井底滑移量随轮底中心臂长C的增大而增大,随钻头外径D的增大而减小,移轴距S对牙齿滑移量的影响不明显;运用井底牙齿轨迹仿真方法能方便地得到井底牙齿滑移量的定量值,避免了通过速度计算得出牙齿滑移量的大量繁琐计算,也大大改善了牙齿滑移量对比分析的不直观性。 相似文献
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牙轮钻头传动比的计算模型 总被引:3,自引:1,他引:2
根据正交实验结果,考虑影响牙轮钻头传动比的主要因素,推导出了牙轮钻头传动比的计算模型。以实测传动比与计算传动比之差的绝对值为最小作为优选目标,采用两套L49(78)正交表构成内侧和外侧表,以待求系数作为假设的实验因素,安排模拟实验。用正交优选方法优选模型中的待求系数,确定了模型的定量关系。由该模型计算的牙轮钻头传动比值与实测值较接近。牙轮钻头传动比计算模型的建立,为牙轮钻头破岩机理分析及轴承设计提供了一定的理论依据。 相似文献
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牙轮钻头动力学模型的建立与仿真分析 总被引:2,自引:0,他引:2
在牙轮钻头几何学、运动学和钻头与岩石互作用静力学模型的基础上,对钻进过程进行适当简化后,建立了牙轮钻头动力学模型,主要包括钻头纵向动力学模型、钻头横向动力学模型和钻头扭转振动模型。在建立钻头动力学模型的基础上,完成了牙轮钻头动力学仿真分析软件的设计,利用该软件实现了对牙轮钻头动力学仿真分析计算,并与静力学模型的仿真计算结果进行分析对比,得出了影响钻头、钻柱动力学性能的因素除与钻头结构、牙齿结构、岩石性质和钻井参数有关外,还与钻具结构和钻具的组合形式有较大关系等结论。 相似文献