复杂载荷条件下钻具接头台肩作用机理研究

为了解台肩对钻具接头螺纹牙承载的影响,基于139.7mm贯眼扣钻具接头分别建立了无台肩、仅主台肩、仅副台肩和双台肩等4种结构钻具接头的有限元计算模型,分析比较了其在复杂载荷作用下的力学特性和抗扭性能。分析结果表明:主、副台肩对保证钻具接头连接稳定性有着至关重要的作用;预紧扭矩作用下主台肩的存在使钻具接头公扣产生拉伸的预紧效果,副台肩的存在使钻具接头公扣产生压缩的预紧效果,从而直接影响了钻具接头的承载特征和极限抗扭能力;在相同轴向拉力的条件下,仅副台肩钻具接头的极限抗扭能力比仅主台肩钻具接头高约12%,双台肩钻具接头的极限抗扭能力比仅主台肩钻具接头高约69%。研究结果为新型高性能钻具接头的研发及结构设计提供了理论依据。

可转位浅孔钻几何角度分析

采用向量矩阵法建立了可转位浅孔钻静态几何角度的数学模型 ,使用该模型可计算出钻头切削刃各点的刃倾角、法前角、法后角及主偏角 ,为进一步研究可转位浅孔钻的钻削力、钻削温度、刀片磨损等提供必要的基础数据。

三维槽型铣刀片铣削平均温度数学模型

在已有的平前刀面铣刀片铣削温度数学模型的基础上，利用Ｊａｅｇｅｒ的移动面热源理论，建立了波形刃铣刀片铣削温度的数学模型，编制了计算机程序对铣削温度进行了预测；对新型三维槽型铁刀片（波形刃和大前角）和平前刀面直刃铣刀片的铣削温度进行了实验研究．理论预测和实验结果证明：该模型可用于铣刀片槽型的开发及优选．

导向钻具几何造斜率的实用计算方法

根据三点定圆的数学原理,提出了导向钻具几何造斜率的精确计算公式,进而给出了简明的实用计算公式。文章的几何造斜率计算公式弥补了原三点定圆法没有考虑结构弯角位置对钻具造斜率影响的缺陷,揭示了三点定圆法误差过大的主要原因,分析了影响导向钻具几何造斜率的主要因素。还结合实例,阐述了利用几何造斜率进行弯壳体导向钻具组合设计的原理和方法。

可转位浅孔钻非稳态加工的数学模型

以刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻为例,用向量矩阵法分析了可转位浅孔钻的几何参数。根据浅孔钻的加工特征将其分成稳态和非稳态两个工作状态,将非稳态加工分为钻入五个阶段和钻出三个阶段,并分别对其相应的几何参数的计算建立了数学模型。为对浅孔钻进行进一步力学建模、对其所受切削力、切削热的研究,对浅孔钻结构的改进、使用等打下了必要的基础。

可转位浅孔钻“非稳态”加工时的力学建模

以刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻为例,用向量矩阵法分析了可转位浅孔钻的几何参数。根据浅孔钻加工特性划分了各个加工阶段,在建立各阶段数学模型的基础上,采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法进一步分别建立了浅孔钻"钻入"五个阶段和"钻出"三个阶段的力学模型。为进一步研究浅孔钻所受切削力、切削热以及浅孔钻结构的改进、使用等打下了必要的基础。

中国钻井技术经济指标的发展规律研究

中国的石油钻井科技有了很大的发展 ,文中根据历年来大量的统计数据 ,将钻井技术指标、产储量等参数随时间的变化趋势 ,用回归分析等数理统计方法和先进的统计分析软件及图形软件定量地分析了钻井技术发展的规律 ,并建立了 5个动用钻机数的预测模型 ,分别是 :1.由油气产储量来计划预测井数 ,再根据井数来预测动用钻机数 ;2 .根椐油气产储量计划预测进尺工作量 ,再根据进尺来预测动用钻机数 ;3.直接根据油气产量预测动用钻机数 ;4.根据时间预测动用钻机数 ;5 .根据原油价格预测动用钻机数。并指出真正的动用钻机时除根椐以上 5个预测模型外 ,还要根椐实际情况进行综合判断 ,再确定动用钻机数 。

可转位浅孔钻的实体建模及网格划分

可转位浅孔钻内外刀片的径向非对称分布,导致钻削时将会产生径向合力,从而影响被加工孔的质量。为最大限度的减小加工时的径向合力,有效研究浅孔钻钻削过程,需借助有限元软件对其进行三维斜角切削分析。由于浅孔钻结构复杂,为创建有限元分析所需要的几何模型,采用Solid-Works软件建立可转位浅孔钻三维模型,并详细介绍了其建模过程;同时在有限元分析软件ANSYS里对其进行网格划分,为后续浅孔钻的应力、应变等分析做好充分准备工作。

可转位浅孔钻切削部分几何建模

硬质合金可转位浅孔钻是一种新型、高效的孔加工刀具,本文作者采用向量矩阵法建立了可转位浅孔钻动态几何角度的数学模型,使用该模型可计算出浅孔钻在钻削加工过程中切削刃上各点的刃倾角、法前角、法后角及主偏角,为进一步研究可转位浅孔钻提供了必要的基础数据。

新型斜控PDC钻头冠形设计与破岩机理研究

针对新型油气资源开采的复杂条件,为提高新形势下定向井造斜段井眼质量,提出一种新型斜控PDC钻头。首先根据刀翼线型轮廓设计准则,突破现有锥形心部曲线的局限,将传统锥形心部曲线变为圆弧过渡型曲线;综合考虑影响钻头造斜能力的关键因素,结合布齿参数与钻井实际工况,建立切削齿破岩过程的力学分析模型,然后在此基础上分析钻头造斜易控特性。研究结果表明:传统PDC钻头的锥形心部是制约钻头偏转的关键因素,钻头心部曲线变为圆弧轮廓后,其偏转易控特性得到较大提升。同时通过现场试验,将新型斜控PDC钻头与现有钻头的造斜段钻进性能进行对比,分析其定向钻进的破岩特性与造斜能力。研究结论对钻头破岩机理的研究及定向井技术的发展具有重要的参考价值。

基于钻削仿真分析的可转位浅孔钻辅助设计系统(IIDCAD)开发

为了提高浅孔钻设计质量和设计效率,分析了可转位浅孔钻在工程应用中存在的问题及研究现状;给出了基于"单位切削刃"思想的钻削力数学模型建立方法;以双刀片结构的浅孔钻为例,利用ANSYS进行优化仿真分析,求得径向合力最小时的刀片槽空间几何参数;对优化前后的浅孔钻进行应力应变对比分析,证明优化后结构的优越性;基于上述分析结果,建立计算机辅助设计系统IIDCAD,阐述了系统的功能结构及关键接口技术,给出了系统运行示例及关键程序代码。

可转位球头立铣刀周刃与端刃的搭接方法

建立了可转位球头立铣刀周刃与端刃搭接的数学模型 ,利用该模型可计算出刀刃搭接处附近加工表面的几何形状误差并确定周刃修形的控制参数。提出了减小加工误差的措施 。