径向水平井弯曲转向机构影响因素仿真研究

针对径向水平井钻进中钻杆弯曲转向前进运动困难的问题,通过建立弯曲转向机构仿真有限元模型,对其主要影响因素:滑道轨迹曲率、间隙、工作压力、滚轮形状与位置和钻杆壁厚等用ANSYS软件进行仿真研究。研究表明:影响截面变形的主要因素是滑道曲率的改变和滑道摩擦因数,钻井失败时钻杆所受阻力的增大不是因为升高工作压力导致截面变形过大与滑道干涉所致,钻杆经校直段,钻头中轴线与校直中心线存在一定的角度,即钻杆的前进轨迹就会偏离理论值,或与地层干涉,或可能再次发生弯曲变形;另一主要原因是转向器滑道工作恶化。增加钻杆壁厚,降低工作压力和滑道摩擦因数,设计合理弯曲转向机构是解决问题的关键。     

全自动线束缠绕机研发

目的缓解目前国内在线束包覆加工工序中人工劳动量大的问题。方法设计可实现多分支线束的胶带缠绕的全自动线束缠绕机,以实现胶带的自动缠绕与切割、多分支线束在包覆过程中的并束。通过线束张紧测试得到张紧力控制范围,为设计捋线机构、实现线束的张紧控制提供依据。同时设计一套自动化缠绕的控制系统方案,通过图像处理技术获取线束端点及交叉点坐标。结果设备可完成线束胶带缠绕,其胶带缠绕效率较人工提高了4.7倍。结论此设备的研发实现了线束包覆的全自动化,提高了线束胶带缠绕的生产效率。     

新型欠扩孔式径向水平井转向系统设计

针对现有超短半径径向水平钻井技术转向器存在扩孔直径大、成本高的问题,提出新型欠扩孔转向系统的设计方案。这种转向系统主要由圆筒式壳体、定位器、螺旋转套、斜向器和造斜组合钻具等组成。该转向系统主要利用水力的作用和转向器本身所受的支反力使造斜的钻井设备在井下根据要求自行造斜,从而实现随钻造斜的目的,可免去安装前扩孔的复杂过程或只使用常规扩孔工具扩孔,大大提高钻井效率,降低钻井成本。     

径向井钻杆转向阻力建模及实验分析

径向井钻杆的转向是承受内压曲杆反复弹塑性弯曲过程。由于系统的非保守性 ,其匀速钻进状态也不能应用静力平衡方程。将钻杆的运动态作为静止稳定状态的失稳 ,运用线性小位移理论 ,求解钻杆保持静止状态的条件 ,建立了钻杆发生运动的极限载荷、曲率突变点阻力等模型。根据径向井钻杆载荷的边界条件 ,提出了径向井钻杆转向过程中存在临界载荷系数的论断 ,求得了常用径向井转向器的临界载荷系数。计算结果与实验进行了对比分析 ,对径向井现场试验中表现出的钻杆遇阻现象给出了可信的解释。     

基于SolidWorks的三维标准件库开发及实例

利用参数化设计的特点,提出了建立三维标准件库的设计思想,采用面向对象的VB6.0编程语言进行参数化标准件库的开发,采用实例说明了三维参数化标准件库的建立方法,从而实现了三维标准件的自动生成。     

快速判别点与三角形的包含关系

根据三角形在其最小包容矩形中的位置,通过对其顶点代码的赋值及运算,确定出计算斜率的基点,根据包含基点的边斜率和待判断点与基点连线斜率之间的关系.确定出待判断点与三角形的包含性.计算速度较一般方法提高约一倍.     

径向井钻杆截面变形的三维有限元仿真

径向井是一种新型高效的原油开采技术。径向井钻杆的截面变形与圆管塑性弯曲成型、圆管截面弯曲稳定性有一定的联系,但研究问题的出发点不同,使得这些研究所采用的模型、实验设备并不能直接用于研究径向井钻杆弯曲时的截面变形。文中将三维有限元法用于研究径向井钻杆的截面变形,验证了平截面假设的适用性及变形后断面形状的椭圆性。仿真结果显示,钻杆弯曲时其截面的长、短轴的变化是独立的;截面周长随曲率增大呈线性增加。特别是短轴的变化,随载荷值改变呈现出不同的变化趋势。该结果为选取钻杆最佳转向曲率、制定钻进工艺参数提供了依据。仿真结果与实验情况相吻合。     

基于HALCON在钢筋绑扎过程中定位测量的研究

在建筑、桥梁、隧道等包含大量钢筋混凝土作业,其中钢筋的绑扎是必不可少的环节,由于人工操作费时费力,并且在一些盲区操作时,受空间的阻碍,人工无法顺利完成工作。目前在市场上还没有可以在盲区操作的钢筋绑扎的工具。为解决这一难题,方便工人在盲区的操作,研究出一种基于HALCON的盲操作区域钢筋绑扎的技术。工具通过摄像头采集盲区图像,借助HALCON做图像处理并识别定位铁丝圈,建立合适的模型计算出工具到铁丝圈的距离。并将相对距离显示在屏幕上面,引导操作人员将工具移动到目标位置绑扎钢筋。这种方法显著提高钢筋绑扎效率。     

线束自动包缚机控制系统设计

线束包缚机是为一定规格的汽车线束包缚一层保护胶布的机电一体化设备。目前为线束包缚胶布仍采用工人手工的生产方式,效率不高、工作强度大,还影响工人的手腕健康,无法满足我国电子产品的需求。通过分析线束包缚机的工作流程,并提出了线束包缚的自动化方案,设计了一种基于上位机与下位机协同控制的自动化包缚的控制系统;利用工业相机检测线束端点及分支点的坐标和包缚状态,且利用工业计算机处理视觉图像向PLC提供控制参数。由于PLC控制系统中有些执行器件无法同时运行,因此,我们可以采用多路复用的方法提高I/O端口利用率。通过采用模块化方法设计系统程序,使程序清晰条理;经过调试程序,实现了上位机和下位机的通信。此设备控制系统的设计可以实现自动两种胶带包缚,实现线束自动包缚,提高生产效率。     

径向井钻杆参数工艺匹配性研究

将径向井系统划分为转向器、钻杆、钻进过程和钻头4个组成单元，分析了单元之间的关联参数，提出了钻杆与转向器之间关联参数的3种评价模型：钻杆截面周长变形量、钻杆截面弯曲副轴变形量、钻杆内压弯转模数。在此模型基础上，对转向器滑道侧板间隙、支撑轮间隙、支撑轮型线设计提出了建议；对钻杆材料、规格、工艺参数的选择给出了具体方案。