PDC钻头水力学研究最新进展

以近年来国内外钻头水力学研究的文献为基础,论述了PDC钻头的水力学参数、井底流场和水力结构优化研究的最新进展,提出了研究中存在的问题和今后研究的方向。分析可知,PDC钻头水力参数的优选,趋向于使用较高的排量和较低的泵压;PDC钻头井底流场的模拟已逐渐由二维、单喷嘴的流动数值模拟发展到三维、旋转、非对称多喷嘴的流动数值模拟;钻头井底流场和试验已有机结合起来;PDC钻头井底流场的模拟,仍以清水为介质,没有考虑钻井液的黏度、井底岩屑和井底温度等对流场的影响。PDC钻头水力学研究仍处于一个定性阶段,对PDC钻头水力学状态的量化是今后研究工作的重点。     

物探冲击器与钻头和岩石相互作用仿真研究

冲旋钻井技术已广泛应用于矿藏、油气等资源的勘探开发领域,但仍存在钻具损坏严重、能量传递效率低等不足。冲击器的能量传递和破岩效率是冲旋钻井技术的关键参数之一。结合冲旋钻井技术的实际应用情况,阐述了计算假设、三维模型的建立、材料属性及单元类型、划分网格、定义接触、施加载荷等问题,建立了物探冲击器与钻头和岩石相互作用的有限元模型并进行了计算仿真。得到了活塞撞击钻头的能量传递效率;钻头在单次冲击旋转作用下,破碎岩石的深度为6.4 mm;冲击器活塞在运动过程中存在径向速度与位移,危害非常大,应尽量减小或消除。为研究冲击器与钻头和岩石的能量传递关系、钻井工艺参数和钻具结构的优化奠定了理论基础。     

连续退火工艺对高锰钢组织和性能的影响

研究了高锰钢在不同连续退火并水淬后的显微组织和力学性能。结果表明,随着水淬温度升高,钢抗拉强度、屈服强度和屈强比逐渐降低,加工硬化性能提升,而强塑积和伸长率呈现先升后降的趋势,在800℃最高;钢的组织为单相奥氏体组织,晶粒尺寸大小均匀,存在大量退火孪晶。     

基于Deform-3D的20CrMnTi钢端盖类零件的锻造成形性分析

针对高压容器用端盖类铸件合格率低的问题,本文提出了等温锻造成形方式。同时,依据端盖的结构特点设计了合理的预锻坯料结构和尺寸,使等温锻造过程中金属的变形更均匀。以端盖难充填部位的充填率为优化目标,优化了预锻坯料结构,改善了成形件的质量。结果表明,采用锻造生产20Cr Mn Ti钢端盖零件是可行的。