【摘要】：測井在石油鉆井工程中發(fā)揮著重要作用,可以為油田開發(fā)提供有效的數(shù)據(jù)支持。近年來,由于鉆井提速,井下條件日益復(fù)雜,測井施工難度不斷加大,井下遇阻、遇卡故障出現(xiàn)的次數(shù)不斷增加。論文針對井眼不規(guī)則所產(chǎn)生的測井遇阻問題,研制出測井暢通器。當(dāng)儀器在井下遇阻時,鉆頭在暢通器控制下根據(jù)井斜自動修正、疏通井道,使測井儀器順利下井,論文對測井暢通器設(shè)計分析,并對其傳動系統(tǒng)進行研究。針對5.5寸井眼實際調(diào)研情況,分析了測井暢通器的技術(shù)要求,設(shè)計暢通器整體機械結(jié)構(gòu)。確定暢通器傳動方案,選擇合理的構(gòu)型,對行星傳動機構(gòu)進行分析與設(shè)計;確定行星輪系的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),初步建立測井暢通器數(shù)字化模型,對其進行裝配干涉分析,保證模型裝配的正確性。完成輪系受力分析,以低速級齒輪嚙合副為例求解其受力情況,校核低速級輪系的齒面及齒根強度要求;完成關(guān)鍵部件行星架的力學(xué)分析,得到其受力情況和最大等效應(yīng)力;分析影響負載阻矩的主要因素,得出兩因素分布下的負載阻矩變化情況,并基于論文所研究測井暢通器粗算井下負載。應(yīng)用ABAQUS建立有限元力學(xué)仿真模型,采用不同分析步分別模擬傳動機構(gòu)嚙合副動態(tài)接觸分析,獲得各嚙合齒輪的齒面接觸應(yīng)力與齒根彎曲應(yīng)力,將兩種仿真分析結(jié)果分別與理論值比較,驗證各個齒輪的強度要求;對行星架強度進行有限元仿真分析,結(jié)合理論值校核行星架強度,驗證傳動機構(gòu)設(shè)計合理性。有限元分析為結(jié)構(gòu)改進和性能優(yōu)化提供重要依據(jù)和參考。建立測井暢通器三級傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型,由實際工況添加合理運動副和驅(qū)動,對模型進行動力學(xué)仿真分析,并求解相關(guān)嚙合參數(shù),分析各級傳動轉(zhuǎn)速扭矩運動仿真結(jié)果;以低速級太陽輪與行星輪嚙合副為例具體分析齒輪嚙合力,對比仿真值與理論值分析系統(tǒng)力學(xué)傳遞情況;研究不同負載下嚙合力變化情況,為機構(gòu)的加載問題提供參考,保證傳動的可靠性。最后,結(jié)合理論設(shè)計和仿真分析完成樣機的研制。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD175
【圖文】：

在過去的三十年里，中國經(jīng)濟飛速發(fā)展，石油消費穩(wěn)步增長。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2008～6 年間，我國石油消費量從 3.65 億噸增至 5.78 億噸，累計增長百分點為 58.34%[1]。計在 2027 年可以增至峰值，大約為 6.7 億噸，且逐年年均增長率可達 2%，在 2035石油消費量持續(xù)增加處于高位。在全球交通能源使用占比中，到2050年仍高達83.5%[2]。石油不僅僅是燃燒的價值，更是各個國家極其重要的戰(zhàn)略資源[3]。1927 年法國斯倫貝謝公司提出了測井技術(shù)的概念，1939 年中國石油工業(yè)采用了測井。經(jīng)過 70 多年的發(fā)展，測井技術(shù)從簡單的模擬測井發(fā)展到數(shù)字測井，再發(fā)展到數(shù)控，最后發(fā)展到成像測井。測井技術(shù)為油氣藏的尋找和評價提供有價值的資料，同時，探煤炭、金屬等其他礦產(chǎn)資源時，測井技術(shù)作為重要手段起到非常重要作用，在其程領(lǐng)域也逐漸得到應(yīng)用，解決了一系列地質(zhì)問題[4]。經(jīng)過數(shù)年來科研人員的不斷努我國在石油測井技術(shù)方面的研究取得了豐富成果與大量實踐經(jīng)驗[5]。由于經(jīng)濟發(fā)展需求量越來越大，開采深度也持續(xù)增加，開采難度也不斷增加，特別是一些較為隱層，為獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)情況，使用測井技術(shù)需要保證科學(xué)合理，提高效率，避免不的時間成本浪費。測井之前要確保施工場地、井臺、電力、吊裝設(shè)備、動力等設(shè)施境滿足作業(yè)要求，測井過程示意如圖 1.1 所示。

他外在音源干擾，導(dǎo)致所測定出的數(shù)據(jù)精度偏低。（3）成像測井技術(shù)成像測井技術(shù)是一門綜合性相對較強的測井技術(shù)[8]，實際工程應(yīng)用過程中相關(guān)電子成像儀，磁共振成像儀，聲波成像儀等使用較多，還需要相關(guān)聯(lián)的配套設(shè)機和數(shù)據(jù)分析儀器。作為一種高精尖的測井技術(shù)，借助成像技術(shù)所得到地質(zhì)圖，易于理解而且包含的相關(guān)信息十分全面，是一種專業(yè)性極高的測井技術(shù)。缺際運用過程中，操作設(shè)備設(shè)施復(fù)雜繁多，操作繁多，對技術(shù)要求高且成本較高（4）電法測井技術(shù)當(dāng)前我國應(yīng)用較多的測井方法是電法測井技術(shù)[9]。電法測井技術(shù)的特點是測試，且不同方法適用性不同。故使用該方法時需要準(zhǔn)確判斷井下及附近情況，根質(zhì)環(huán)境提供合理的測井方案，確保測試精度。和其他測井技術(shù)相比較而言，電靈活多變，工程應(yīng)用范圍廣泛。（5）同位素測井技術(shù)同位素測井是借助放射性元素進行測井工作，也叫做核測井技術(shù)，工程勘探人同位素技術(shù)對地質(zhì)條件分析進而了解井內(nèi)巖土的性質(zhì)，利用同位素元素的放射行測井工作的核測井技術(shù)的應(yīng)用大大提高油田開發(fā)時效和利用率。

種井筒更容易在偏離角度超過30度的井中被堵塞。由于偏差過大，泥漿潤滑性差泥餅之間的摩擦增大，導(dǎo)致阻力過大。由于井筒的結(jié)構(gòu)原因，存在著許多井斜減小，或校正方向過快，從而在造斜段形成“狗腿”形孔。井眼軌跡不良不利器的通過。此時，如果測井儀器串太長，井眼軌跡會變差，則更容易遇阻[12]。井時儀器串遇阻下能順利下到井底，在這種情況下，鉆井施工隊一般采取通井保井筒暢通、井壁規(guī)則，為下一次的測井作業(yè)提供保障。目前針對測井遇阻老常用的對策有以下幾種。續(xù)管水力通井，這種技術(shù)的主要特點是井筒地下無需通井設(shè)備，采用該技術(shù)通，效率也比較高。水力通井缺點是通井潛入清水介質(zhì)后進行全井段循環(huán)，對于要求較高，壓力要求較大一般達到 20MPa 左右，導(dǎo)致地面操作難度加大，雖然較好，但成本較高[13]。械通井方案特點是低成本、低風(fēng)險。機械式通井裝置是利用加重桿帶動錘頭沿下的往復(fù)運動，導(dǎo)桿長度為運動行程，沖頭在錘頭的沖擊力作用下沖擊沉積的是加重桿直接帶動沖頭作上下往復(fù)的沖擊運動，機械通井裝置組成包括沖擊裝置置，減震裝置，消振裝置、加增重裝置等，根據(jù)遇阻井深及具體情況可以組合動式通井裝置、沖頭同定式通井裝置、打撈式通井裝置等幾套通井組合。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫中富;王衛(wèi)東;李小迪;孫澤寧;顧甜甜;李桂清;陳哲;徐加放;;生物柴油鉆井液用有機土的制備[J];鉆井液與完井液;2015年06期

2 李元斌;段永賢;單鋒;黃世財;蔡偉;;液壓刮壁器研制與應(yīng)用[J];石油礦場機械;2015年11期

3 曾運運;袁新梅;周思柱;;圓柱正弦活齒傳動嚙合力和嚙合剛度研究[J];機械傳動;2015年05期

4 魏延剛;佟小佳;;雙圓弧齒輪傳動的嚙合特性和有限元模擬[J];大連交通大學(xué)學(xué)報;2014年06期

5 王征兵;劉忠明;張志宏;;行星齒輪傳動行星架的輕量化設(shè)計技術(shù)研究[J];機械傳動;2014年10期

6 劉振皓;巫世晶;潛波;王曉筍;;復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)虛擬樣機仿真研究[J];中國機械工程;2012年16期

7 戴玉龍;閔令江;王翠華;陳玉博;;基于有限元的采煤機行星架優(yōu)化分析[J];煤礦機械;2012年01期

8 楊德星;王素玉;于濤;;采煤機行星減速機構(gòu)的仿真分析[J];煤礦機械;2012年01期

9 陳兆平;;采用聲變測井遇阻通井裝置的研制[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2011年06期

10 黃中華;張曉建;周玉軍;;漸開線齒輪嚙合碰撞力仿真[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年02期

相關(guān)會議論文 前1條

1 楊生華;;在齒輪傳動中的力學(xué)和應(yīng)用[A];中國力學(xué)大會-2015論文摘要集[C];2015年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 戴家權(quán);霍麗君;;國際石油市場2018年回顧及2019年展望[N];中國石油報;2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 雷娜;齒輪齒條鉆機傳動機構(gòu)力學(xué)特性研究[D];東北石油大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 籍超越;行星輪系均載特性有限元分析[D];太原理工大學(xué);2018年

2 崔燕芳;基于滾齒加工的圓柱齒輪嚙合仿真及疲勞分析[D];山東科技大學(xué);2017年

3 徐克;航天伺服兩輸入微型減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與動力學(xué)分析[D];南京理工大學(xué);2017年

4 匡芬;少齒數(shù)齒輪動力學(xué)研究[D];天津大學(xué);2017年

5 王艷;多元協(xié)同井壁穩(wěn)定水基鉆井液研究[D];西南石油大學(xué);2016年

6 胡榮博;海洋鉆井平臺減速器動力學(xué)分析[D];武漢工程大學(xué);2016年

7 胡云;雙行星立磨減速機動態(tài)嚙合性能仿真及可靠性分析[D];重慶大學(xué);2016年

8 寧方泉;微型雙輸入行星減速器的設(shè)計與動力學(xué)分析[D];南京理工大學(xué);2016年

9 徐彪;行星齒輪減速器傳動裝置分析與研究[D];長安大學(xué);2015年

10 蘇帥團;隨機風(fēng)速下風(fēng)電齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性分析[D];太原理工大學(xué);2014年

本文編號：2757988