蠕动式石油井下爬行器液压系统的设计与研究

针对在水平井和大斜度井的测井、钻井等作业过程中,测井仪等工具无法靠重力下放到工作井段的问题,对大牵引力蠕动式爬行器的液压系统及其技术参数、压力特性进行了研究,提出了一种以工作液为液压传动介质的连续油管蠕动式大牵引力爬行器。根据爬行器工作原理,设计了爬行器的液压系统,根据井下作业的要求,确定了液压系统中各液压控制阀的技术参数,利用AMESIM仿真软件对该液压系统进行了建模,设置了合理的系统参数,进行了液压系统的性能仿真分析研究,获得了爬行器液压系统中安全阀、前后卡爪切换控制阀、前后推进缸切换控制阀等主要控制阀的压力特性曲线。研究结果表明:所研究设计的液压系统可以有效保证爬行器运动的可靠性,各控制阀的参数可以保证爬行器足够的牵引力,为后续样机的研制提供了理论依据。

基于ADAMS的带有防失速短节钻头动力学仿真研究

针对石油天然气钻井作业中所遇到的由于坚硬多变岩层造成的钻头抗冲击能力差、易损坏等问题,提出一种连续油管钻井自适应进给系统,设计一种带有安全保护功能的防失速短节。采用交变力、线性变化的力和恒力模拟钻进不同硬度的地层,利用ADAMS软件仿真钻进过程,探求钻头进给速度随不同地层硬度的变化规律,结果表明该钻井系统对硬度变化的岩层具有自适应性。用不同速度的质量块分别撞击带有防失速短节和无防失速短节钻头,模拟钻头突然撞击坚硬岩层,得到钻头瞬间所受的冲击力,结果表明:带有防失速短节的钻井系统具有良好的缓冲性能,可以有效地保护钻头。

用声波方法测量液体密度的实验研究

将平板放在不同密度和粘度的液体中,用声源在平板的侧面激发声波,该声波沿平板传播并通过上、下界面耦合到液体中,其传播特征受液体密度、速度和粘度的影响。该影响通过声波传播速度和幅度表现出来。通过测量液体中沿平板表面传播的声波速度随频率的变化关系,可以得到液体的密度和速度特征。文章用实验的方法对其进行了研究:将平板放在两种不同密度的油中,测量了波形,对比了所测量波形的速度随频率的变化关系,直观显示了两种不同液体中所测量波形速度的差别。