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石油是工业发展、人民生产、生活中重要能源来源,由于对浅层资源的多年开发,储量已经越来越少,石油钻探正向更深地层发展。但由于地面环境或地下地质条件所限,垂直井已无法完成苛刻的钻探工作,定向井技术则可以解决这一问题。 定向井技术是石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一,它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹,使钻头沿着特定方向钻达预定目标的钻井工艺技术。钻进过程中产生的振动对随钻测量仪器的精确性、整套钻探设备的可靠性及寿命产生严重威胁,因此在一串仪器节中,节与节的连接处需要加装减振元件。 钻探设备一次下井、提钻将产生数万至数十万的费用,若发生质量事故费用将以百万计,因此减振器的设计无法进行大量装配并下井试验来验证其性能。而有限元分析则可建立仿真模型,对减振器进行减振性能、可靠性分析,是相对最为经济、安全可靠、准确的优化设计方法。 本研究主要研究一种硅橡胶弹性体减振器的减振性能,以及不同设计参数对其性能的影响,将结果应用于石油勘探仪器用减振器的设计、优化,具有实际的工程意义。具体工作内容包括: 1)了解减振器的种类及特点和国内、外橡胶及减振元件的研究状况,阅读大量相关文献,了解有限元软件的基础理论和特点; 2)从实际工程应用角度出发对减振器结构进行建模,并分析影响其性能的材料性能及工艺参数,为分析计算输入准确合理参数; 3)减振器有限元静态分析:使用有限元软件对加载后的模型做应力、应变分析,分析其结构设计的薄弱点,从而对产品进行优化设计; 4)减振器有限元动态分析:使用有限元软件对减振器进行随机振动分析,求得不同硬度橡胶及不同粘合情况下,不同频率的载荷对其结构及减振性能的影响,从而对产品进行优化设计。