本文關(guān)鍵詞：可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)密封設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù),被譽(yù)為定向鉆井技術(shù)的一場革命,代表了當(dāng)今世界鉆井技術(shù)發(fā)展的最高水平。可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)屬于動態(tài)指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具,它的理論和應(yīng)用研究,將會給國內(nèi)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的發(fā)展奠定良好的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。密封是可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的重要組成部分,密封結(jié)構(gòu)的性能,會影響其正常鉆進(jìn)和使用壽命。本文重點(diǎn)研究可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)近鉆頭端的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析,主要研究內(nèi)容有:(1)本文分析了國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的研究進(jìn)展,總結(jié)了井下工具密封的發(fā)展動態(tài),為可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的完善改進(jìn)和密封設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。(2)通過理論計(jì)算和有限元模擬,分析了導(dǎo)向軸的偏擺及撓曲變形對組合密封結(jié)構(gòu)的影響,明確了密封結(jié)構(gòu)尺寸的主要限制因素。(3)通過分析可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作環(huán)境以及對密封結(jié)構(gòu)的要求,明確了密封設(shè)計(jì)的難點(diǎn),有針對性的設(shè)計(jì)了一種帶有壓力補(bǔ)償功能的組合密封結(jié)構(gòu),并利用SolidWorks完成其三維結(jié)構(gòu)建模。(4)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),通過理論計(jì)算并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),初選了O形圈、波紋管、壓力缸筒和螺旋密封的結(jié)構(gòu)參數(shù),并利用ANSYS軟件采用控制變量法,重點(diǎn)研究了O形圈和波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)與其主要性能指標(biāo)間的關(guān)系,利用MATLAB繪制了關(guān)系曲線,優(yōu)選了結(jié)構(gòu)參數(shù),優(yōu)化了結(jié)構(gòu)性能。通過以上研究工作,為可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)近鉆頭端的密封提供了一種可行的設(shè)計(jì)方法。
【關(guān)鍵詞】：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具 可控彎接頭 密封設(shè)計(jì) 數(shù)值模擬
【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】：2016
【分類號】：TE92
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 本文相關(guān)研究的現(xiàn)狀及展望8-16
• 1.2.1 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的研究與發(fā)展8-13
• 1.2.2 可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的研究與發(fā)展13-14
• 1.2.3 井下工具密封的研究與發(fā)展14-16
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 導(dǎo)向軸偏擺及變形對密封的影響17-28
• 2.1 可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的密封特點(diǎn)17-18
• 2.2 偏置狀態(tài)下導(dǎo)向軸的靜力學(xué)分析18-23
• 2.2.1 偏置狀態(tài)下導(dǎo)向軸靜力學(xué)模型的建立19-20
• 2.2.2 靜態(tài)偏置狀態(tài)下導(dǎo)向軸的數(shù)學(xué)與力學(xué)方程建立20-23
• 2.3 導(dǎo)向軸受力變形的數(shù)值模擬23-26
• 2.3.1 創(chuàng)建導(dǎo)向軸有限元模型24-25
• 2.3.2 加載與求解25
• 2.3.3 結(jié)果分析25-26
• 2.4 導(dǎo)向軸偏擺及變形對密封的影響26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于SOLIDWORKS可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-36
• 3.1 SOLIDWORKS三維建模軟件簡介28-29
• 3.2 可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)密封工作環(huán)境及設(shè)計(jì)要求29
• 3.3 可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-31
• 3.3.1 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及難點(diǎn)分析29-31
• 3.3.2 壓力補(bǔ)償組合密封結(jié)構(gòu)工作原理31
• 3.4 可控彎接頭導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組合密封結(jié)構(gòu)三維建模31-35
• 3.4.1 組合密封結(jié)構(gòu)零件圖31-34
• 3.4.2 組合密封結(jié)構(gòu)裝配體34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 關(guān)鍵密封元件的設(shè)計(jì)計(jì)算與有限元分析36-64
• 4.1 密封槽和密封圈的選擇和分析36-46
• 4.1.1 常用密封槽和密封圈及其特點(diǎn)36-39
• 4.1.2 連接環(huán)處密封槽和密封圈設(shè)計(jì)39-41
• 4.1.3 活塞環(huán)處的密封槽和密封圈41
• 4.1.4 密封圈的有限元分析41-46
• 4.2 波紋管的設(shè)計(jì)和分析46-61
• 4.2.1 金屬波紋管的概述47
• 4.2.2 金屬波紋管參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算47-51
• 4.2.3 金屬波紋管的有限元分析51-61
• 4.3 補(bǔ)償壓力缸筒的設(shè)計(jì)計(jì)算61
• 4.4 螺旋密封的設(shè)計(jì)參數(shù)選擇61-62
• 4.4.1 螺旋密封的密封方式、特點(diǎn)和應(yīng)用61-62
• 4.4.2 螺旋密封的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利70-71

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1 張光偉;李釗;游莉;;可控彎接頭變異萬向軸和軸承的強(qiáng)度模擬分析[J];石油機(jī)械;2014年05期

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2 王可可;井下閉環(huán)可控彎接頭的設(shè)計(jì)和仿真分析[D];西安石油大學(xué);2013年

3 李釗;基于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的可控彎接頭工作性能研究[D];西安石油大學(xué);2015年

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本文編號：855116