冰下基岩电动机械取心钻具反扭装置设计

对提供大扭矩的反扭装置进行优化设计,并根据钻头实验确定反扭装置设计参数;提出反扭装置设计原则,建立反扭装置力学计算模型,并对不同尖角滑刀式反扭装置进行理论计算,得出其径向压力和扭矩关系曲线,确定最佳的反扭滑刀参数;设计具有六连杆机构的滑刀式反扭装置,根据其结构原理,建立弹簧刚度与径向压力理论计算模型,并对4种刚度弹簧进行优选。研究结果表明：采用刚度为19.61 N/mm的弹簧时,滑刀式反扭装置理论上可提供73~94 N·m反扭矩,满足冰下基岩钻进的需要。

电动机械取心钻具反扭装置实验台设计及实验

大扭矩反扭装置是研制铠装电缆冰下基岩电动机械取心钻具的主要部分之一,该装置的失效将导致钻进无法进行,甚至将造成钻具脱落等严重的孔内事故。设计了铠装电缆钻具反扭装置实验台,并就实验装置的设计思想、设计原则、主要结构参数及初步实验结果进行了详细介绍。该实验台可以测试反扭装置在不同温度冰层和不同孔径任意组合下所能提供的反扭矩大小以及产生的下滑阻力。初步实验验证,该实验台工作性能良好,可以为更好的选择反扭装置类型及最优的使用参数提供重要依据。

基于RecurDyn的极地冰下基岩取心钻具反扭装置的运动仿真及运动分析

在极地钻探技术领域中,铠装电缆式电动机械取心钻具应用广泛,优化、设计可靠的反扭装置,提高其反扭力矩,是冰下基岩电动机械取心钻具钻进成功的关键所在。为了分析反扭装置的全部性能,提出了基于数字化虚拟样机RecurDyn的仿真方法。反扭装置的组成机构是平面六杆机构,在RecurDyn中导入由inventor软件建立的反扭装置几何模型进行运动仿真及分析。介绍了利用RecurDyn软件来实现平面六杆机构(反扭装置)运动仿真及分析的方法和步骤。以反扭装置作为研究对象,在RecurDyn/post模块中,用动画来表现反扭装置的运动过程,用图表来反映运动仿真的结果。仿真的结果证明反扭装置设计的科学性、合理性以及实用性,可以实现预定位置变化,满足极地钻探中平衡钻进的要求。

螺杆钻反扭抵消装置

针对螺杆钻在实际使用中存在反扭矩无法抵消的问题，设计开发了该螺杆钻反扭抵消装置。将其性能、构造特点及使用方法作一介绍，并提供了一套螺杆钻施工的安全配套装置。