【摘要】：在鉆井過程中,鉆進(jìn)速度對鉆井周期的縮短有著決定性的作用。應(yīng)用射吸式液動沖擊器能夠?qū)崿F(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),這種鉆進(jìn)方式能夠大幅提高鉆進(jìn)速度,縮短打井時間,減少資金的投入。射吸式液動沖擊器能將鉆井液的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,在鉆頭的靜壓、回轉(zhuǎn)切削和垂直沖擊動載三者的共同作用下,實現(xiàn)快速高效破巖。本文主要研究工作如下:根據(jù)液動沖擊器工作原理對其進(jìn)行分類,總結(jié)了不同種類液動沖擊器的優(yōu)缺點,并對應(yīng)用相對較少的扭力沖擊器做了簡單分析。分析本沖擊器工作過程,以活塞沖錘為主要研究對象建立動力學(xué)方程,推導(dǎo)出運動方程和位移方程,找到各個參數(shù)之間的關(guān)系。介紹室內(nèi)試驗的設(shè)備和過程。射吸式液動沖擊器在沖程末端時流道通暢并形成壓差(下腔壓力大于上腔壓力)。用Pro/E軟件建立沖程末端時的流道實體模型,用Gambit進(jìn)行網(wǎng)格劃分,導(dǎo)入到Fluent軟件中分析。用單一變量法,分別改變噴嘴內(nèi)徑、節(jié)流環(huán)內(nèi)徑和流量來研究壓差的變化規(guī)律,得到結(jié)論:較小內(nèi)徑的噴嘴和節(jié)流環(huán)、較大的流量可以形成更大的壓差。對母線為二次曲線和三次曲線的噴嘴在上腔所形成的流場進(jìn)行分析。對二次母線噴嘴,參數(shù)θ取相對較小值時,上腔流場壓力更低些;對三次母線噴嘴,噴嘴D(θ=30°)在閥上端和活塞上端的靜壓力最低。以上分析研究有利于提高本沖擊器性能。
[Abstract]:In drilling process, drilling speed plays a decisive role in shortening drilling cycle. Rotary percussive drilling can be realized by using suction hydraulic impactor, which can greatly improve the drilling speed, shorten the drilling time and reduce the investment of funds. The injection-suction hydraulic impactor can transform the pressure energy of drilling fluid into mechanical energy. Under the combined action of static pressure of drill bit, rotary cutting and vertical impact dynamic load, rapid and efficient rock breaking can be realized. The main research work of this paper is as follows: according to the working principle of hydraulic impactor, the advantages and disadvantages of different kinds of hydraulic impactor are summarized, and the relatively few torsion impactors are simply analyzed. Based on the analysis of the working process of the impactor, the dynamic equation is established with the piston hammer as the main object of study, and the equations of motion and displacement are derived, and the relations among the parameters are found. The equipment and process of indoor test are introduced. At the end of stroke, the suction hydraulic impactor opens the channel and forms the pressure difference (the lower cavity pressure is greater than the upper cavity pressure). Pro/E software is used to set up the flow channel solid model at the end of stroke, and Gambit is used to mesh and import it into Fluent software for analysis. The variation law of pressure difference is studied by changing nozzle diameter, throttle ring diameter and flow rate by single variable method. It is concluded that the larger flow rate of nozzle and throttle ring with smaller inner diameter can form greater pressure difference. The flow field of the nozzle with conic and cubic curves in the upper cavity is analyzed. For the secondary busbar nozzle, the pressure of the upper cavity flow field is lower when the parameter 胃 is relatively small, and the static pressure of the nozzle D (胃 ~ (30 擄) is the lowest at the upper end of the valve and the upper end of the piston. The above analysis and research is helpful to improve the performance of the impactor.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE921.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2206198