高造斜井眼轨迹控制工具主轴模态分析与实验研究

高造斜井眼轨迹控制工具是一种新型无极、可调的旋转导向钻井工具,代表着当今高精度定向钻进技术的方向,是导向钻井技术一次质的飞跃。其主轴受到径向载荷、冲击载荷等的作用,无可避免会发生振动,因振动可能会形成结构的共振,从而对工具造成损坏。本文基于哈密顿原理建立主轴的模态有限元模型,完成主轴自振频率的求解,利用u Tek Ma模态分析软件完成主轴的模态分析测试,实验所测结果与数值计算结果相当,验证了模型以及计算的正确性,为主轴的动力学分析提供基础。     

高造斜率井眼轨迹控制工具实验台架研制初探

本文分析了高造斜率井眼轨迹控制工具在实际工作中载荷、温度、钻压、钻速等可能影响因素。由于台架和真实工况的差异,忽略了井底压力、深度,不做模拟井壁,岩屑可以充分排出。在此基础上提出了一种高造斜率井眼轨迹控制工具试验台架的实现方案,主要由试验台主机、加载系统、循环系统、测试系统以及控制系统等5大部分组成。     

井眼轨迹控制工具润滑油泄漏分析

井眼轨迹控制工具在打定向井、水平井等复杂结构井时可自动灵活地改变钻头前进方向,起到导向作用。由于工具内部运动部件较多,为了防止磨损,需要进行润滑,同时井眼轨迹控制工具在工作过程中不可避免地会发生泄漏。因此,工具工作时间越长,泄漏量越大,工具内部所剩余的润滑油也越少。为了研究工具内部润滑油泄漏情况,建立了工具润滑油整体泄漏模型,得出了工具内部润滑油压力与总体泄漏量之间的关系,并通过试验验证了分析结果。研究结果表明,润滑油总体泄漏量随着压力的增大而增大,并指出工具最大持续工作时间为200 h。     

井眼轨迹控制工具主轴力学行为分析

采用梁单元模型对井眼轨迹控制工具主轴进行简化,基于动态有限元显示积分算法,分析了主轴转速、偏移量及钻压对主轴力学行为的影响。结果表明:主轴转速及钻压对主轴力学行为影响较小;随着偏移量的增加,偏心环作用力、下支撑轴承作用力、钻头侧向力逐渐增加。并通过室内试验,验证了主轴力学行为仿真分析的正确性。     

定向井实钻井眼轨迹三维可视化描述

在石油钻井中,实钻井眼轨迹的计算与描述是井眼轨迹监测的重要环节,也是井眼轨道控制的基础.通过测斜数据的处理结合计算机图形学可以更直观地显示井眼轨迹空间形态.通过研究井眼轨迹上某测点邻近的结构形状及其变化规律,在微分几何理论基础上,利用井斜角、方位角与自然坐标系各单位矢量的几何关系推导出井眼轨迹的曲线结构计算模型,并提出了通过对测斜数据进行三次样条插值及多项式拟合数据平滑处理的方法以减小测量离散数据带来的误差;同时,结合面向对象技术和可视化技术,实现了定向井井眼轨迹的三维可视化描述.     

定向井实钻井眼轨迹三维可视化描述

在石油钻井中,实钻井眼轨迹的计算与描述是井眼轨迹监测的重要环节,也是井眼轨道控制的基础．通过测斜数据的处理结合计算机图形学可以更直观地显示井眼轨迹空间形态．通过研究井眼轨迹上某测点邻近的结构形状及其变化规律,在微分几何理论基础上,利用井斜角、方位角与自然坐标系各单位矢量的几何关系推导出井眼轨迹的曲线结构计算模型,并提出了通过对测斜数据进行三次样条插值及多项式拟合数据平滑处理的方法以减小测量离散数据带来的误差;同时,结合面向对象技术和可视化技术,实现了定向井井眼轨迹的三维可视化描述．     

纵轴式悬臂掘进机断面成形控制基础研究

以EBJ-132A型纵轴式悬臂掘进机为例,在分析其截割部主要构造和工作特点的基础之上,建立了悬臂式掘进机在截割作业时,其主要工作机构参数与巷道断面尺寸之间的数学模型,并针对实际生产中几种常见的巷道断面形状,分别编制了相应的工作机构参数计算程序,同时在计算机上显示出了和实际情况相符合的截割头截割作业包络线图,验证了数学模型的正确性。     

用可控偏心器控制井眼轨迹的方法研究

井控轨迹自动控制技术是钻井行业急待解决的最前沿课题,用可控偏心器可以实现井眼轨迹自动控制,提高井眼轨迹控制精度,降低钻井成本。可控偏心器是一种井下可调的、可采用转盘钻进方式的井下寻向工具,它由翼片体转轴、翼片体、翼片和测控总成组成,在钻井过程中,通过随时调节可控偏心器翼片对井壁的作用力或伸缩来实现对井眼轨迹的控制。在使用可控偏心器进行钻井作业时,不需要频繁起下钻就可以在井下实现对井眼轨迹的控制,这对高难度密集丛式井、各种曲率斜井、水平井、加密井和抢险井等在完成各自的钻井目的方面有重大意义和极其宽广的应用前景。     

闭环钻井井眼轨迹偏差矢量的控制方法

对井眼轨迹的旋转导向机理进行研究,提出了井眼轨迹旋转导向控制的偏差矢量控制方法,给出了偏差矢量计算方法、偏差矢量微分控制方法的控制原理及控制指令的表达方式。     

重型汽车驱动桥轮毂轴承配合失效分析

采用有限元分析方法,分析了大径向载荷作用下某重型汽车驱动桥轮毂轴承过盈配合处的接触应力分布。结果表明:最大应力容易出现在内侧轮毂小轴承的下侧,且在最大载荷工况下,最大应力超过了轮毂支承材料的屈服极限,内侧轮毂小轴承与轮毂支承间易于发生打滑现象,从而造成轮毂轴承配合失效。为解决重型汽车轮毂轴承配合失效问题,轮毂支承需要采用屈服极限较高的材料。     

钻孔轨迹空间位置的预测方法

该文运用球面三角理论,建立了钻孔轨迹空间位置的预测方法,即根据已施工孔段的偏斜趋势来预测后继施工孔段的空间位置。这将为确定后继孔段的施工是否需要采取相应的控制措施提供重要的依据。     

基于悬臂梁振动的主动控制技术研究

应用有限元方法建立了贴有压电驱动器的悬臂梁动力学模型,采用二次型最优控制理论建立控制规律,对悬臂梁在初始扰动和持续外激励作用下的振动进行了主动控制实验。实验结果表明,所设计的控制系统可以有效地抑制两种情况下悬臂梁的振动。     

FINITE ELEMENT SIMULATION OF FABRIC CANTILEVER TEST

The present paper describes the application of the finite element technique to simulate large fabric deformations in the case of a rectangular cantilever. The fabric is simulated using a degenerated isoparametric curved shell element with 8 nodes. The cantilever is considered as a special case of a three dimensional shell structure. The finite element formulation takes into account nonlinear material properties of fabrics. Simulation of woven fabric cantilevers is made and the results are compared with the test results to examine the effectiveness of the finite element approach.     

潮州大桥大体积0号块多次浇筑临时支架力学性能应用研究

以潮州大桥工程为依托,探讨大体积0#块在多次浇筑过程中临时钢管支架的受力和变形,阐述了混凝土斜拉桥悬臂施工0#块临时支架的结构设计和计算方法。用有限元分析软件MIDAS建立了0#块、塔柱和支架整体的空间分析模型,并采用梁格法处理复杂的主梁结构,对潮州大桥主桥0#块多次浇筑进行施工过程模拟,分析各工况下临时支架及混凝土梁的受力情况。同时通过有限元程序计算结果与实际现场试验数据比较来验证数值分析的合理性。结果表明,大体积0#块混凝土多次浇筑可以减小支架系统所承受荷载,已经浇筑的混凝土将与临时支架系统一起共同受力。在多次浇筑过程中,采用了分次张拉预应力的方法,可以增强先前浇筑混凝土梁的抗弯性能,保证了后续浇筑的安全可靠。     

基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析

用solid edge软件建立滚动轴承的实体模型,在ANSYS/LS-DYNA中生成有限元模型,实现了对滚动轴承的运动过程进行数值模拟,并着重讨论了滚动体接触应力的变化规律.将计算结果与赫兹解进行比较,说明了本次仿真是可行的.     

流体动压润滑轴承的有限元分析法

介绍了用有限元方法求解流体动压润滑轴承的理论，导出计算压力分布、承载量、摩擦力矩、端泄流量的数值求解公式。给出了求解此问题的计算机程序及程序框图。     

多跨曲线连续刚构桥悬臂施工控制试验研究

曲线连续刚构桥在悬臂浇筑施工中,由于结构体系随着施工进程不断转换,导致结构的受力状态愈加复杂。为确保曲线连续刚构桥顺利合龙且应力状态满足设计要求,需对施工中结构状态进行分析研究。以马王河特大桥主桥为工程背景,使用Midas Civil软件建立有限元模型,并计算了施工阶段桥梁的预拱度值及立模标高;在与现场实测应力及线形数据进行对比后,在二者吻合的基础上对全桥最终线形进行了拟合,结果表明：成桥后桥梁结构的受力状态及线形与目标一致。     

大悬臂钢脊骨梁结构模型剪力滞效应探讨

以长沙市洪山大桥塔梁墩固结节段模型试验为基础，通过对模型的简化，给出了在轴力作用下剪力滞效应的解析解，并用模型试验进行验证；最后应用空间有限元方法分析大悬臂钢脊骨粱在轴力和弯矩作用下剪力滞效应，供设计时参考。     

60Co集装箱检测车悬臂振动分析

在分析振动对集装箱检测车系统性能影响的基础上 ,提出了 6 0 Co集装箱检测车悬臂的振动指标。为了验证悬臂结构的强度和刚度条件 ,采用动力学分析软件 AL GOR计算了 6 0 Co集装箱检测车悬臂的静态变形、振形和固有频率。悬臂在启动加速过程中振动最大 ,通过给悬臂施加一个与启动加速度相当的惯性力的方法 ,非常简单地模拟了启动加速过程 ,数值计算结果与实际测试结果较吻合 ,说明了该有限元模型能够正确分析出悬臂结构的力学特性