论文摘要
流控技术诞生于20世纪初,繁盛于60至70年代,在其发展过程中涌现了大批优秀理论成果和经验总结。我国钻井科研工作者创造性得将流控技术引入钻井机械,从而创生了液动射流式冲击器,为旋冲钻井技术发展史添上了浓墨重彩的一笔。然而,直到最近,该冲击器仍没有获得推广应用,一个重要的原因就在于其关键部件——射流元件的可靠性问题。在石油钻井过程中,射流元件寿命仅有十几个小时甚至更短,严重影响了旋冲技术的使用效果。通过分析总结前人关于射流元件的理论知识及应用情况,本文认识到有必要深入研究元件的设计理论和工作机理,以期提高其可靠性,从而改善冲击器的总体性能。本文采用理论分析与室内试验相结合的研究方法,主要完成了以下几方面的工作:(1)研制了适用较高压力的液动射流元件及附属试验装置;验证了所加工射流元件的可用性。(2)对元件中板几何结构进行正交实验设计,并进行了室内实验。(3)根据正交试验结果,结合元件几何结构,应用流体力学知识推导了各个结构因素对元件性能的影响规律。(4)设计加工有机玻璃元件若干,使用缨丝注入法观察了射流运动的轨迹并对相关现象进行了讨论。(5)根据液压传动理论,使用Simulink对射流式冲击器动态特性进行了仿真分析并编写VB程序对冲击器进行初步设计。需要指出,要从根本上解决元件的可靠性问题,就必需结合实际应用不断开拓理论成果的疆域。这将是本文的后续工作,也是冲击器得以逐步完善的根本途径。
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