Φ90恒扭矩钻具中滚珠螺旋机构的优化设计

设计出一种水平井新型Φ90恒扭矩钻具,其对钻井扭矩起到一定的调控作用。为了提高Φ90恒扭矩提速钻具的使用寿命,对其中部件滚珠螺旋传动机构进行了优化设计。把滚珠螺旋传动机构简化为滚珠丝杠模型,以滚珠螺旋机构的额定动载荷最大为优化目标,应用MATLAB优化工具箱对其进行结构寿命的优化设计。优化结果表明,优化后滚珠螺旋机构的额定动载荷大大提高,从而提高了钻具的使用寿命,达到了预期的效果。

Φ90恒扭矩钻具中碟形弹簧的优化设计

设计出一种水平井新型Φ90恒扭矩钻具,其对钻井扭矩起到一定的调控作用。为了使恒扭矩钻具可以更有效解决钻井过程中的卡滑问题,对恒扭矩钻具中的主要部件碟形弹簧进行优化设计。在常规设计的基础上以组合碟簧储能最大为目标函数,应用Matlab优化工具箱对其进行结构参数的优化设计,优化结果表明,优化后的碟形弹簧储能增加,可以承受更大的转矩,一定程度上降低了钻头的失速,从而提高钻具的使用寿命。