頁巖氣取心機器人（全稱頁巖氣長水平段旋轉(zhuǎn)式井壁取心機器人）是針對川渝地區(qū)頁巖氣長水平段取心困難問題而研發(fā)設(shè)計的一種新型特種勘探機器人。液壓馬達(dá)作為頁巖氣取心機器人鉆頭的直接驅(qū)動裝置,其性能的優(yōu)劣決定了整個頁巖氣取心機器人能否正常完成井下取心任務(wù)。因此,本文在選用三齒輪液壓馬達(dá)的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計,使其能夠在頁巖氣井下高溫、高壓、高腐蝕環(huán)境中穩(wěn)定、可靠地驅(qū)動大直徑取心鉆頭工作。大直徑高品質(zhì)巖心的獲得有利于提升實驗室?guī)r心樣品分析測試的精確性,為川渝地域頁巖氣儲層評估提供更加詳盡的地質(zhì)數(shù)據(jù)。首先分析了常規(guī)旋轉(zhuǎn)式井壁取心儀用液壓馬達(dá)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,為頁巖氣取心馬達(dá)的設(shè)計提供參考依據(jù)和目標(biāo)方向,然后以小體積、大扭矩、長壽命、高可靠性為設(shè)計的切入點,完成了取心馬達(dá)系統(tǒng)設(shè)計與建模、多剛體系統(tǒng)仿真計算、三維流場動力學(xué)分析、關(guān)鍵零部件裝配體的有限元分析等工作任務(wù)。依據(jù)取心馬達(dá)整體取心工作原理、取心鉆頭破巖機理及頁巖氣井下具體環(huán)境明確了鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、折心力等工況參數(shù)和高溫油型號,接著介紹了取心馬達(dá)的具體結(jié)構(gòu)并分析其工作原理和自身特性,在此基礎(chǔ)上對其關(guān)鍵零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核,最后使用Sol... 

【文章來源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

頁巖氣取心機器人三維模型圖

頁巖氣取心機器人液壓馬達(dá)的設(shè)計與仿真分析6圖1.2ERSC-Ⅱ旋轉(zhuǎn)式井壁取心儀液壓馬達(dá)Fig.1.2ERSC-Ⅱrotarysidewallcoringinstrumenthydraulicmotor表1.3國內(nèi)液壓馬達(dá)技術(shù)性能指標(biāo)Tab.1.3Technicalperformanceindexofdomestichydraulicmotor型號鉆取巖心直徑/（mm）鉆取巖心長度/（mm）一次鉆取巖心數(shù)量/（顆）耐溫/（℃）FCT-223.84530177SRCT6701255026175SRCT6702255060175SRCT6703386560175ERSC-Ⅱ255026175MRCT38.17030或80177國內(nèi)的工程技術(shù)人員，針對常規(guī)旋轉(zhuǎn)式井壁取心儀液壓馬達(dá)也進(jìn)行了一定的研究：2007年唐德威等人首次提出將多齒輪馬達(dá)應(yīng)用于常規(guī)旋轉(zhuǎn)式井壁取心儀，并證明了相同體積下其性能要優(yōu)于普通齒輪馬達(dá)，但是并未針對井下特殊環(huán)境對其進(jìn)行深入設(shè)計和研究[16]；2009年尚鎖貴等人指出取心過程中因井下復(fù)雜地質(zhì)條件（井眼不規(guī)則、巖石膠結(jié)不均勻等情況）容易出現(xiàn)液壓馬達(dá)卡鉆現(xiàn)象，導(dǎo)致無法取出巖心，嚴(yán)重時取心鉆頭可能會斷裂在地層中[17]；2010年黃玉科等人指出在井下高溫環(huán)境中FCT型取心儀液壓馬達(dá)動密封處有鉆井液微量滲入，并結(jié)合使用經(jīng)驗為其液壓系統(tǒng)制定不同井深下的高溫齒輪油型號[18]；2010年吳少威等人指出FCT-2型取心儀在高溫高壓環(huán)境下液壓馬達(dá)容易燒壞、密封性差，其液壓馬達(dá)與Schlumberger的相比體積過大，不合理的鉆進(jìn)參數(shù)，會嚴(yán)重影響液壓馬達(dá)的取心效率，建議加大液壓馬達(dá)改進(jìn)科研力度，力爭體積盡可能縮小[19]；2011年，田志賓提出了一種取心儀用高溫液壓馬達(dá)并對其主要結(jié)構(gòu)、工作原理、關(guān)鍵參數(shù)計算等性能特點進(jìn)行了簡要介紹[20]；2014年王愛新等人指出根據(jù)井深巖層的不同，必須要調(diào)整液壓馬達(dá)的鉆壓和扭矩及依據(jù)井底溫度

取心馬

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]沖擊載荷下海洋石油平臺直升機場結(jié)構(gòu)安全性計算分析[J]. 張士超.  船海工程. 2019(06)
[2]國內(nèi)外大直徑巖心旋轉(zhuǎn)井壁取心技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 田志賓,馮永仁,魏贊慶,劉鐵民,劉力平.  國外測井技術(shù). 2019(05)
[3]國內(nèi)外大直徑巖心旋轉(zhuǎn)井壁取心技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 田志賓,馮永仁,魏贊慶,劉鐵民,劉力平.  國外測井技術(shù). 2019 (05)
[4]四川盆地長寧頁巖氣井生產(chǎn)特征及開采方式[J]. 商紹芬,嚴(yán)鴻,吳建,蔣駿飛.  天然氣勘探與開發(fā). 2018(04)
[5]四川盆地五峰組—龍馬溪組頁巖氣勘探進(jìn)展、挑戰(zhàn)與前景[J]. 董大忠,施振生,管全中,蔣珊,張夢琪,張晨晨,王書彥,孫莎莎,于榮澤,劉德勛,彭平,王世謙.  天然氣工業(yè). 2018(04)
[6]四川盆地涪陵頁巖氣田3種典型頁巖氣保存類型[J]. 舒逸,陸永潮,包漢勇,王超,劉占紅.  天然氣工業(yè). 2018(03)
[7]層狀含水頁巖的抗拉強度特性試驗研究[J]. 騰俊洋,唐建新,張闖.  巖土力學(xué). 2018(04)
[8]折疊翼緩沖裝置參數(shù)確定分析[J]. 李玉亮,付凡.  教練機. 2017(01)
[9]用于星球表面巖石采樣的超聲波鉆進(jìn)取心器[J]. 全齊全,李賀,鄧宗全,王鑫劍,姜生元.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(12)
[10]新型旋轉(zhuǎn)井壁取心儀在大慶油田的應(yīng)用[J]. 陸敬武,曹揚,楊帆,賈鑫,王瑩.  測井技術(shù). 2016(06)

博士論文
[1]高溫條件下金剛石鉆頭鉆進(jìn)實驗研究[D]. 吳海東.吉林大學(xué) 2017
[2]基于虛擬樣機的摩托車多體系統(tǒng)行駛動態(tài)特性分析[D]. 孫立星.天津大學(xué) 2012

碩士論文
[1]輸出軸力平衡型多輸入齒輪馬達(dá)的研究[D]. 劉峰.燕山大學(xué) 2016
[2]基于虛擬樣機技術(shù)的鑄造起重機動力學(xué)仿真研究[D]. 張旭.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[3]變排量齒輪式機油泵動力學(xué)特性研究[D]. 劉許兵.上海工程技術(shù)大學(xué) 2016
[4]低脈動內(nèi)嚙合變量齒輪馬達(dá)的理論研究[D]. 張彬.安徽理工大學(xué) 2012
[5]燈泡貫流式水輪機三維全流道流體動力學(xué)分析[D]. 閔廣鶴.東北大學(xué) 2012
[6]基于ADAMS和SolidWorks的印刷機凸輪傳動系統(tǒng)的性能分析與優(yōu)化設(shè)計[D]. 相立峰.南京信息工程大學(xué) 2011
[7]雙聯(lián)復(fù)合齒輪泵的設(shè)計與研究[D]. 王慧敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[8]軸向柱塞泵動力特性及配流盤內(nèi)流場特性研究[D]. 婁磊.蘭州理工大學(xué) 2010
[9]模擬取芯鉆進(jìn)工藝實驗平臺的設(shè)計與研究[D]. 楊新洲.華中科技大學(xué) 2009
[10]3-3UPS1S并聯(lián)機器人運動學(xué)分析與仿真[D]. 張宏濤.江南大學(xué) 2008



本文編號：3543273