裝配圖沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)

裝配圖沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù),裝配,沖擊,回轉(zhuǎn),鉆進(jìn),技術(shù) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 開題報(bào)告 一．課題來(lái)源 采用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)的設(shè)想始于歐洲。1867～1887年，一些企圖代替鉆桿沖擊鉆的潛孔式液動(dòng)沖擊器相繼出現(xiàn)，1887年在英國(guó)曾授予德國(guó)沃·布什曼以新鉆井方法的專利，其技術(shù)核心就是利用泵供給的液能驅(qū)動(dòng)液動(dòng)沖擊器對(duì)回轉(zhuǎn)著的鉆頭進(jìn)行連續(xù)沖擊，從而實(shí)現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。 國(guó)外近年來(lái)在液動(dòng)錘的研究領(lǐng)域所作的工作相對(duì)較少，主要有美國(guó)泛美石油公司開發(fā)的雙作用液動(dòng)錘（最大使用深度為2400m），SDSdigger的FH系列液動(dòng)錘（試驗(yàn)最大深度為4353.15m，尚未有全面野外應(yīng)用報(bào)導(dǎo)），Novotek N系列（室內(nèi)為主，野外應(yīng)用報(bào)導(dǎo)在1700m），德國(guó)克勞斯塔爾大學(xué)的復(fù)合式（閥為正作用、沖錘雙作用）液動(dòng)錘（準(zhǔn)備用于德國(guó)KTB計(jì)劃，但未被采用）。 我國(guó)從1958年底開始在原地質(zhì)礦產(chǎn)部勘探技術(shù)研究所對(duì)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究。至1965年設(shè)計(jì)研究了七種不同結(jié)構(gòu)形式的液動(dòng)沖擊器，并在周口店試驗(yàn)站專門建立的試驗(yàn)室中進(jìn)行了性能對(duì)比和巖樣鉆進(jìn)試驗(yàn)。 液動(dòng)沖擊器是液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探的關(guān)鍵設(shè)備。隨著中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)和發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探不斷提出更高的要求，所以，加速液動(dòng)沖擊器的研究勢(shì)在必行。 二．設(shè)計(jì)課題的目的和任務(wù) 液動(dòng)沖擊器其基本作用原理是利用泥漿泵供給的液能，直接驅(qū)動(dòng)液動(dòng)錘內(nèi)的沖錘形成上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并連續(xù)不斷地對(duì)鉆頭施加沖擊載荷，是沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)中的一種。實(shí)施該工藝的技術(shù)裝備上僅在孔底鉆具組合中增加了一個(gè)液動(dòng)錘，其它裝備與回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)基本相同，因此配套簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。液動(dòng)錘鉆進(jìn)技術(shù)多年的發(fā)展已經(jīng)證明，該技術(shù)可有效提高鉆進(jìn)效率，降低鉆壓需要，有利于減少事故和減小孔斜，同時(shí)在取心鉆進(jìn)中還對(duì)減少巖心堵塞，提高回次進(jìn)尺長(zhǎng)度有明顯的作用。其與風(fēng)動(dòng)潛孔錘相比優(yōu)點(diǎn)是可以用于深孔。但是由于其驅(qū)動(dòng)介質(zhì)為泥漿，雜質(zhì)和成分比較復(fù)雜，內(nèi)部零件的工作環(huán)境惡劣，故輸出的沖擊能量通常小，鉆具的連續(xù)工作壽命相比較低，穩(wěn)定性和可靠性比風(fēng)動(dòng)潛孔錘差。 設(shè)計(jì)題目：ГБМС—5型液動(dòng)錘特性分析與計(jì)算 結(jié)構(gòu)形式：閥式反作用。 技術(shù)參數(shù)： （1）液動(dòng)錘直徑：108mm; (2)液動(dòng)錘工作壓力（MPa）：0.8~1.0 （3）液動(dòng)錘額定流量：（L/min）：300~360； （4）沖擊頻率（HZ）：22~25 （5）單次沖擊功（Nm）：8~12 （6）液動(dòng)錘長(zhǎng)度（mm）：2200。 分析設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）分析液動(dòng)錘的功率特性及活塞沖錘的運(yùn)動(dòng)特性； （2）分析計(jì)算液動(dòng)錘的特性參數(shù)； （3）在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)液動(dòng)錘； （4）應(yīng)用現(xiàn)代分析軟件對(duì)設(shè)計(jì)的液動(dòng)錘進(jìn)行仿真分析與驗(yàn)證。 三．課題概述及方案設(shè)計(jì) 3．1．沖擊器的種類 按性能劃分：回轉(zhuǎn)—沖擊鉆：回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是主要，沖擊作用是次要的 沖擊—回轉(zhuǎn)鉆：沖擊作用是主要，回轉(zhuǎn)作用是次要的 按結(jié)構(gòu)劃分：液動(dòng)沖擊器：正作用式，雙作用式，反作用式，繩索取心式液動(dòng)沖擊器 鉆桿傳動(dòng)沖擊器 回轉(zhuǎn)器傳動(dòng)沖擊器 電動(dòng)沖擊器 風(fēng)動(dòng)沖擊器（潛孔錘） 3．2．反作用式液動(dòng)沖擊器結(jié)構(gòu)原理 反作用式波動(dòng)沖擊器的結(jié)構(gòu)原理是利用高壓液流的壓力增高推動(dòng)活塞沖錘上升，活塞沖錘上升的同時(shí)壓縮工作彈簧儲(chǔ)存能量。當(dāng) 分配液流機(jī)構(gòu)(閥門)打開，高壓液流暢通，而工作室中的液流壓力降低時(shí)．工作彈簧便釋放儲(chǔ)存的能量，驅(qū)動(dòng)活塞沖頓急速向下運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生沖擊。 反作用液動(dòng)沖擊器的工作過(guò)程如下： 高壓液流進(jìn)入液動(dòng)沖擊器后，作用于活塞沖錘3的下部。當(dāng)高壓液流的作用力超過(guò)工作彈簧l的壓縮力和活塞沖錘3的自重后，便迫使活塞沖錘上升(同時(shí)壓縮工作彈簧1使其儲(chǔ)存能量)。與此同時(shí)，鐵砧4中的水路被逐步打開，高壓液流開始流向孔底。此時(shí)，活塞沖錘3在慣性作用下仍繼續(xù)上升。 當(dāng)活塞沖錘3上升至上死點(diǎn)時(shí)，活塞沖錘下部的液流已暢通的流向孔底，則工作室中的液流壓力降低，在活塞沖錘3的自重和被壓縮工作彈簧1釋放出所儲(chǔ)存能量的同時(shí)作用下，驅(qū)動(dòng)活塞沖錘急速向下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沖擊。 在產(chǎn)生沖擊作用的同時(shí)，由于活塞沖錘3與鐵砧4相接觸而又封閉了液流通向孔底的通路。則高壓液流再次作用于活塞沖錘的下部，開始進(jìn)行第二次的重復(fù)動(dòng)作。周而復(fù)始，便形成了連續(xù)性的沖擊。 3．3．ГБМС—5型液動(dòng)錘的技術(shù)方案設(shè)計(jì) 沖擊器的上接頭1其上與鉆桿相接，其下有活閥活塞4。連桿3是活閥下行行程的限制器。活閥活塞在缸套5中運(yùn)動(dòng)。在缸套與外殼6之間形成環(huán)狀通水道，允許沖洗液通過(guò)。同活閥活塞相互作用的是沖擊部分，它由閥座7同錘桿12及沖錘13組成。彈簧系統(tǒng)9使沖擊部分向下運(yùn)行，完成工作沖程。襯套ll是沖擊部分上行程限制座，鐵砧14與巖心管16連接，巖心管下有鉆頭17。閥座7在襯套8的導(dǎo)向中運(yùn)動(dòng)，此襯套將高壓區(qū)同經(jīng)鐵砧內(nèi)通道與管外空間聯(lián)通的低壓區(qū)隔離。經(jīng)閥座7的內(nèi)通孔使閥座之上內(nèi)腔同低壓區(qū)聯(lián)通。 當(dāng)鉆頭到達(dá)孔底后，鐵砧上移一定值， 頂?shù)较拗谱稀＿@樣，彈簧9上升，并得到附加預(yù)壓力。 當(dāng)沖洗液壓人時(shí)，沖錘和活閥活塞整個(gè)系統(tǒng)在液壓作用下向上運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧9及2。向上運(yùn)動(dòng)直到?jīng)_擊部分頂?shù)揭r套11的限制座上為止，這時(shí)在慣性力作用下活閥活塞脫離閥座。沖洗液流入活閥與閥座間形成的縫隙狀的間隙，因而液壓下降，上升力停止作用。彈簧因被壓縮而積累起來(lái)的能量使沖錘下行，直到?jīng)_擊鐵砧?；铋y活塞在壓縮彈簧2的作用下，也同時(shí)下行，直到與沖錘上的閥座觸及為止。沖洗液流驟停，形成水錘效應(yīng)，因此沖錘及活閥活塞急劇上行，壓縮彈簧9及2。沖錘又被襯套的限制座限住，而活閥活塞又以慣性繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)并脫離閥座。循環(huán)又重復(fù)。 3．4．ГБМС—5型液動(dòng)錘的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 該沖擊器的特點(diǎn)是利用慣性力使活閥脫離閥座。 反作用沖擊器的主要缺點(diǎn)是須用動(dòng)力彈簧，其載荷較重，其剛度比正作用沖擊器所用的彈簧大得多。同時(shí)這些彈簧還經(jīng)受著沖洗液的磨損和化學(xué)腐蝕。所以液動(dòng)錘的動(dòng)力彈簧是此沖擊錘的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。此彈簧必須嚴(yán)格設(shè)計(jì)和計(jì)算，還必須特殊制造工藝。即使這樣，彈簧的工作壽命也只有40一100小時(shí)。 四．進(jìn)度安排 ：資料查閱，專業(yè)文獻(xiàn)閱讀，外文翻譯，開題報(bào)告，實(shí)習(xí) ：進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究?jī)?nèi)容的全部分析，計(jì)算，完成草圖設(shè)計(jì) ：關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決，完成裝配圖，全部部件圖及部分零件圖的繪制 ：全部零件圖繪制，重要零件的計(jì)算分析，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書50%的撰寫工作 ：設(shè)計(jì)說(shuō)明書全部撰寫完畢，完成設(shè)計(jì)圖紙，說(shuō)明書的修改機(jī)器打印，裝訂工作 ：畢業(yè)答辯及其他畢業(yè)設(shè)計(jì)工作 五．參考文獻(xiàn) [1] 武漢地質(zhì)學(xué)院主編．鉆探工藝學(xué)．北京：地質(zhì)出版社，1980年． [2] 武漢地質(zhì)學(xué)院主編．巖心鉆探設(shè)備及設(shè)計(jì)原理．北京：地質(zhì)出版 社，1980年． [3] 王人杰，蔣榮慶．液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探．北京：地質(zhì)出版社，1988 年． [4] 趙洪激，董家梅．閥式反作用液動(dòng)沖擊器參數(shù)計(jì)算及性能分析． 中國(guó)海上油氣工程，1995年6月． [5]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002年． 5