發(fā)布時(shí)間：2017-04-22 17:57

  本文關(guān)鍵詞：液壓頂驅(qū)背鉗裝置研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著大陸科學(xué)鉆探鉆孔深度的增加,對深部鉆探裝備及配套裝置機(jī)械化、自動化程度要求越來越高。頂部驅(qū)動鉆井裝備作為科學(xué)鉆探鉆機(jī)的重要裝備,可在任意高度上直接驅(qū)動鉆柱回轉(zhuǎn),并沿專門安裝在井架上的導(dǎo)軌向下送進(jìn),以完成鉆桿柱旋轉(zhuǎn)鉆井,向上提升以完成起鉆或倒劃眼等作業(yè),有效避免或者及時(shí)處理井下事故,能夠在很大程度上提高鉆進(jìn)工作效率和作業(yè)安全性。本文對以“深部探測關(guān)鍵儀器裝備研制與實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目為依托而研制的高轉(zhuǎn)速大扭矩液壓頂驅(qū)進(jìn)行相應(yīng)研究。本文研究的重點(diǎn)是頂驅(qū)的關(guān)鍵部件--背鉗裝置,背鉗的主要作用是完成起下鉆作業(yè)過程中上卸扣鉆具的夾持。因?yàn)楝F(xiàn)場工作環(huán)境比較復(fù)雜,配套設(shè)備故障率較高,所以提高頂驅(qū)背鉗的作業(yè)可靠性和結(jié)構(gòu)先進(jìn)性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過理論分析、計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)驗(yàn)測試等方法對背鉗裝置進(jìn)行相應(yīng)研究,具體內(nèi)容歸納如下:1、在大量閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,從頂驅(qū)整體結(jié)構(gòu)出發(fā),深入了解背鉗的作業(yè)流程與工作原理,充分借鑒國內(nèi)外背鉗裝置結(jié)構(gòu),并確定背鉗運(yùn)行方案,對背鉗相關(guān)性能參數(shù)分析計(jì)算,為動力學(xué)仿真提供參考。2、使用ADAMS對背鉗夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)仿真分析,以獲得相關(guān)性能參數(shù)曲線并分析動力學(xué)特性,對比理論分析和仿真結(jié)果,校驗(yàn)理論計(jì)算的正確性和設(shè)計(jì)方案的合理與可行性,同時(shí)為有限元分析和鉗牙優(yōu)化提供理論支撐。3、以正交優(yōu)化法的基本思想為指導(dǎo)對鉗牙的主要截面參數(shù)牙型角、齒高、齒間距進(jìn)行優(yōu)化,尋找參數(shù)優(yōu)組合。在保證夾緊動作可靠性的前提下,延長裝置使用周期。通過合理簡化背鉗受力模型并進(jìn)行受力分析,為鉗牙的優(yōu)化提供理論支撐。4、運(yùn)用ANSYS Workbench對夾緊機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵受力構(gòu)件--鉗牙進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析。一方面驗(yàn)證優(yōu)化方案選取的準(zhǔn)確性,一方面觀察應(yīng)力與變形情況校核其強(qiáng)度,為夾緊動作能夠可靠安全的完成提供依據(jù)。5、通過實(shí)驗(yàn)研究測試背鉗裝置的相關(guān)工作性能,檢驗(yàn)其實(shí)用性和功能性是否達(dá)到設(shè)計(jì)與使用要求。為產(chǎn)品的優(yōu)化改進(jìn),維修保養(yǎng),提供技術(shù)指導(dǎo)。在現(xiàn)代科學(xué)鉆探過程中,自動化與智能化程度高的鉆探設(shè)備得到越來越廣泛的應(yīng)用。在一定程度上,本論文的研究方法以及研制成果可以為背鉗產(chǎn)品進(jìn)一步更新提供參考依據(jù)和技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：背鉗裝置 動力學(xué)分析 鉗牙結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P634.3
【目錄】：

• 附件4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題來源與研究意義12-13
• 1.1.1 課題來源12
• 1.1.2 課題背景及研究意義12-13
• 1.2 頂驅(qū)國內(nèi)外發(fā)展概況13-17
• 1.2.1 國外頂驅(qū)發(fā)展概況13-15
• 1.2.2 國內(nèi)頂驅(qū)發(fā)展概況15-17
• 1.3 背鉗國內(nèi)外發(fā)展概況17-20
• 1.3.1 背鉗裝置國內(nèi)研究概況17-19
• 1.3.2 背鉗裝置國外研究概況19-20
• 1.4 本論文主要研究內(nèi)容20-21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 第2章 背鉗裝置方案研究與設(shè)計(jì)計(jì)算22-38
• 2.1 頂驅(qū)方案設(shè)計(jì)22-25
• 2.1.1 主要技術(shù)參數(shù)22-23
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)組成與工作原理23-25
• 2.2 背鉗工作流程25-26
• 2.2.1 上扣過程25-26
• 2.2.2 卸扣過程26
• 2.3 背鉗設(shè)計(jì)方案研究26-29
• 2.4 背鉗參數(shù)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算29-36
• 2.4.1 背鉗受力分析29-31
• 2.4.2 背鉗液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算31-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第3章 背鉗裝置動力學(xué)仿真分析38-52
• 3.1 ADAMS簡介38-39
• 3.2 背鉗裝置動力學(xué)模型建立39-45
• 3.2.1 背鉗夾緊機(jī)構(gòu)模型的簡化與導(dǎo)入39-40
• 3.2.2 設(shè)置模型仿真參數(shù)40-45
• 3.2.3 仿真模型的驗(yàn)證45
• 3.3 仿真數(shù)據(jù)輸出與分析45-50
• 3.3.1 鉗牙與鉆桿之間接觸力分析46-47
• 3.3.2 鉗牙牙齒的受力分析47-49
• 3.3.3 鉗牙牙齒咬入深度分析49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第4章 背鉗鉗牙關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)52-64
• 4.1 鉗牙參數(shù)分析52-57
• 4.1.1 齒高53-54
• 4.1.2 咬入深度54-55
• 4.1.3 當(dāng)量摩擦系數(shù)55-57
• 4.2 正交試驗(yàn)法介紹57-59
• 4.2.1 原理58
• 4.2.2 基本步驟58-59
• 4.3 鉗牙關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 背鉗受力鉗牙有限元分析64-72
• 5.1 ANSYS Workbench簡介64
• 5.2 鉗牙有限元靜力學(xué)分析64-71
• 5.2.1 對最優(yōu)方案下的鉗牙靜力學(xué)分析64-67
• 5.2.2 對不同牙型角的鉗牙牙齒模擬分析67-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第6章 實(shí)驗(yàn)研究72-78
• 6.1 樣機(jī)設(shè)備制造72
• 6.2 實(shí)驗(yàn)過程72-74
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析74-76
• 6.4 本章小結(jié)76-78
• 第7章 總結(jié)與展望78-80
• 7.1 全文總結(jié)78
• 7.2 工作展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 作者簡介84-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：液壓頂驅(qū)背鉗裝置研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：320911