【摘 要】
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在单纯依靠机械能量提高钻速遇到瓶颈的今天,依靠水力力量辅助破岩,提高机械钻速是近年来国内外一个重要的研究方向。井下增压技术是在不增加地面设备能力的前提下,通过在钻
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在单纯依靠机械能量提高钻速遇到瓶颈的今天,依靠水力力量辅助破岩,提高机械钻速是近年来国内外一个重要的研究方向。井下增压技术是在不增加地面设备能力的前提下,通过在钻头上部安装井下增压装置,喷射出高压水射流,从而提高破碎岩石效率的一项前沿技术。 本文在分析国内现有井下增压技术的基础上,设计了一种以叶轮马达为动力源,以凸轮机构为动力传递单元,以柱塞总成为增压单元的新型井下增压装置。钻井液的水力能量通过摆线马达转化为扭矩,驱动凸轮快速旋转,从而实现柱塞的往复运动,对部分钻井液实现增压,达到超高压射流,辅助钻头提高破岩效率。 本文在系统的阐述脉冲式井下增压器工作原理的基础上,主要完成了该装置整体的结构设计;确定了该装置的主要工作参数;对其内部流场规律进行了数值模拟研究,总结出不同参数对工具压耗和压力波动的影响规律;在此基础上,做出了动力单元、动力转化单元和增压单元初步设计,并对该装置重要零部件进行了强度校核;最后对该装置进行仿真模拟,得出其工作规律曲线。 该增压装置的设计,对今后超高压射流辅助破岩技术的发展具有探索性意义。
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