主动密封旋转防喷器胶心油压响应规律研究

确定主动密封旋转防喷器胶心的油压响应对整个装备的研制至关重要。运用有限元软件建立了胶心模型,在内胶心上、下两端全约束的情况下计算胶心的Von Mises应力分布,对胶心内置铁块的数量、形状及安放位置进行计算和设计,得到了注油压力与最大接触压力的估算式,通过样机的密封压力试验对估算式进行验证。研究结果表明,主动密封胶心完全采用橡胶材料其刚度无法满足设计要求;主动密封胶心需要内置8块铁块,铁块外弧10°,内弧13°,径向长度确定为105 mm,轴向高度为90 mm;胶心与钻杆的接触压力比施加在胶心上的油压小5 MPa。     

井下控制机构与系统设计学概述

井下控制机构与系统设计学是井下控制工程学的技术基础,是关于井下控制机构与系统设计的理论与方法的研究。该设计学主要研究的是适用于井下控制的各种实用控制信号,研究其发生、传输、放大及执行机构。建立该机构的典型结构及传递函数,再根据实际要求,应用控制链思想,设计合成整套井下控制系统。重点阐述了设计学研究中的几个基本问题,包括井下可控信号、井下控制机构、井下控制机构的结构库和特性仿真库,以及控制链与井下控制系统设计。最后以变径稳定器为例,说明同一类控制系统有多种控制链可供选择。该项研究结果对于指导井下控制工具设计具有重要的现实意义。     

基于ADAMS的正排量控制机构设计仿真研究

对正排量控制机构进行了深入分析,提出了2个重要不等式,以控制排量压力差和预紧力为变量,指出两者取值范围与活塞运动行程之间的对应关系,进而确定节流装置的结构参数和弹簧参数,并利用ADAMS软件分析了上述参数对机构工作性能的影响。分析结果认为,正排量控制机构的基本设计参数确定后,可通过调整节流口长度、节流口半径和弹簧刚度系数来获得满足机构工作要求的参数组合;当节流口半径和长度确定时,活塞行程随着弹簧刚度的增大而缩短;设计弹簧时,应根据不同的变形要求利用ADAMS设计相应的目标函数以确定其原始长度。     

锥形节流口压降研究与跟随机构特性分析

跟随机构应用在井下控制工具中,既可作为主轴执行机构的前驱机构,也可作为示位机构,锥形节流口是其核心结构,目前没有针对锥形节流口压降的相关求解分析。为此,重点研究了锥形节流口的压降问题,首次给出压降计算方法和计算公式。介绍了跟随机构的结构、工作原理,同时对机构进行了动力学分析,分析了主要参数的动态特性,并建立了系统传递函数,从控制原理的角度分析了机构的工作特性。研究内容对锥形节流口压降计算和跟随机构的整体设计与使用具有指导意义。     

节流口/节流杆排量信号控制机构分析与研究

节流口与节流杆机构是井下控制机构中的典型机构,既可作为主轴执行机构的前驱机构,为其提供动力,还可根据节流压降的变化监测其运动形成,达到遥控目的。介绍了节流口与节流杆机构的结构、工作原理、设计参数和设计要求,分析了节流活塞、节流口机构以及节流口+节流杆机构的工作特性。分析结果表明,若要提高节流口机构控制系统的稳定性,应增大阻尼系数或减小弹簧刚度和活塞机构质量,若要提高其快速性,应增大弹簧刚度或减小活塞机构质量;若要提高节流杆机构控制系统的稳定性,则应减小弹簧刚度和活塞机构质量,增大节流杆与孔间缝隙、孔直径等,若要提高其快速性,则应增大弹簧刚度和减小活塞机构质量,减小节流杆与孔间缝隙、孔直径。为保证上述2系统具有良好的稳定性和快速性,应调节各参数,找到二者的平衡点。     

井下节流杆机构设计及其使用条件

针对节流杆控制机构设计还没有进行系统研究,在应用时还存在认识不深入、验证不充分等问题,对节流杆在节流控制和节流示位2种不同控制机构中的应用分别进行了研究。通过对各个工况进行受力分析,提出了节流杆机构的使用条件,为更好地使用节流杆机构提供理论依据;并用ADAMS对节流杆机构进行了仿真验证,证明了理论分析的正确性。研究结果对节流杆机构的设计有一定的指导意义。     

LED技术在石油钻井照明中的应用探讨

通过对LED的介绍,比较了传统光源与LED性能,针对石油钻井现场防爆照明的要求,指出了使用LED的优越性,并提出了技术指标。     

石油钻机电控系统(SCR/VFD)电磁问题研究

以常规70D/DB电控系统为对象,根据钻机电控房特点,分析了布局和走线对系统正常工作的重要性。计算了二、三传输线分布、工作电容、自感、互感的分布、特性参数、传输速度、信号电缆长度;指出了系统中存在的各种频率,估算了各种频率下的波长、辐射电磁量、耦合电磁量。     

井下控制机构与系统设计学概述

井下控制机构与系统设计学是井下控制工程学的技术基础,是关于井下控制机构与系统设计的理论与方法的研究。该设计学主要研究的是适用于井下控制的各种实用控制信号,研究其发生、传输、放大及执行机构。建立该机构的典型结构及传递函数,再根据实际要求,应用控制链思想,设计合成整套井下控制系统。重点阐述了设计学研究中的几个基本问题,包括井下可控信号、井下控制机构、井下控制机构的结构库和特性仿真库,以及控制链与井下控制系统设计。最后以变径稳定器为例,说明同一类控制系统有多种控制链可供选择。该项研究结果对于指导井下控制工具设计具有重要的现实意义。     

伞状径向伸缩机构的参数分析与特性研究

伞状机构是铰接径向伸缩机构的一种变形,应用于井下控制工具中。由于其变径范围大,结构不复杂且输入、输出关系明确,因而用途较广。分析了伞状机构的径向伸缩原理,通过几何参数的推算,得出其输入量与输出量之间的关系。对影响伞状机构夹角和外径输出的几个尺寸参数进行分析,得出不同参数对输出的不同影响程度,进而确定影响最大的参数;对伞状机构的受力进行分析,得到驱动力的计算公式;对伞状机构的控制特性进行分析,得到在任意点处的系统传递函数。研究内容对伞状机构的整体设计与使用具有指导意义。