ГВМС-5型沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)設(shè)計開題報告.doc

本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)生姓名：學(xué)號：班級：專業(yè)：指導(dǎo)教師：開題報告1一課題來源采用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)的設(shè)想始于歐洲。18671887年，一些企圖代替鉆桿沖擊鉆的潛孔式液動沖擊器相繼出現(xiàn)，1887年在英國曾授予德國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)動液動沖擊器對回轉(zhuǎn)著的鉆頭進行連續(xù)沖擊，從而實現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進。國外近年來在液動錘的研究領(lǐng)域所作的工作相對較少，主要有美國泛美石油公司開發(fā)的雙作用液動錘（最大使用深度為2400m），SDSdigger的FH系列液動錘（試驗最大深度為4353.15m，尚未有全面野外應(yīng)用報導(dǎo)），NovotekN系列（室內(nèi)為主，野外應(yīng)用報導(dǎo)在1700m），德國克勞斯塔爾大學(xué)的復(fù)合式（閥為正作用、沖錘雙作用）液動錘（準(zhǔn)備用于德國KTB計劃，但未被采用）。我國從1958年底開始在原地質(zhì)礦產(chǎn)部勘探技術(shù)研究所對液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)進行研究。至1965年設(shè)計研究了七種不同結(jié)構(gòu)形式的液動沖擊器，并在周口店試驗站專門建立的試驗室中進行了性能對比和巖樣鉆進試驗。液動沖擊器是液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探的關(guān)鍵設(shè)備。隨著中國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進和發(fā)展，國民經(jīng)濟增長對液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探不斷提出更高的要求，所以，加速液動沖擊器的研究勢在必行。二設(shè)計課題的目的和任務(wù)液動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)動液動錘內(nèi)的沖錘形成上下往復(fù)運動，并連續(xù)不斷地對鉆頭施加沖擊載荷，是沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)中的一種。實施該工藝的技術(shù)裝備上僅在孔底鉆具組合中增加了一個液動錘，其它裝備與回轉(zhuǎn)鉆進基本相同，因此配套簡單，容易實現(xiàn)。液動錘鉆進技術(shù)多年的發(fā)展已經(jīng)證明，該技術(shù)可有效提高鉆進效率，降低鉆壓需要，有利于減少事故和減小孔斜，同時在取心鉆進中還對減少巖心堵塞，提高回次進尺長度有明顯的作用。其與風(fēng)動潛孔錘相比優(yōu)點是可以用于深孔。但是由于其驅(qū)動介質(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，鉆開題報告2具的連續(xù)工作壽命相比較低，穩(wěn)定性和可靠性比風(fēng)動潛孔錘差。設(shè)計題目：5型液動錘特性分析與計算結(jié)構(gòu)形式：閥式反作用。技術(shù)參數(shù)：（1）液動錘直徑：108mm；(2)液動錘工作壓力（MPa）：0.81.0（3）液動錘額定流量：（L/min）：300360；（4）沖擊頻率（HZ）：2225（5）單次沖擊功（Nm）：812（6）液動錘長度（mm）：2200。分析設(shè)計內(nèi)容：（1）分析液動錘的功率特性及活塞沖錘的運動特性；（2）分析計算液動錘的特性參數(shù)；（3）在分析計算的基礎(chǔ)上設(shè)計液動錘；（4）應(yīng)用現(xiàn)代分析軟件對設(shè)計的液動錘進行仿真分析與驗證。三課題概述及方案設(shè)計31沖擊器的種類按性能劃分：回轉(zhuǎn)沖擊鉆：回轉(zhuǎn)鉆進是主要，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：液動沖擊器：正作用式，雙作用式，反作用式，繩索取心式液動沖擊器鉆桿傳動沖擊器回轉(zhuǎn)器傳動沖擊器電動沖擊器風(fēng)動沖擊器（潛孔錘）32反作用式液動沖擊器結(jié)構(gòu)原理反作用式波動沖擊器的結(jié)構(gòu)原理是利用高壓液流的壓力增高推動活塞沖錘上升，活塞沖錘上升的同時壓縮工作彈簧儲存能量。當(dāng)分配液流機構(gòu)(閥門)打開，高開題報告3壓液流暢通，而工作室中的液流壓力降低時工作彈簧便釋放儲存的能量，驅(qū)動活塞沖頓急速向下運動而產(chǎn)生沖擊。反作用液動沖擊器的工作過程如下：高壓液流進入液動沖擊器后，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(同時壓縮工作彈簧1使其儲存能量)。與此同時，鐵砧4中的水路被逐步打開，高壓液流開始流向孔底。此時，活塞沖錘3在慣性作用下仍繼續(xù)上升。當(dāng)活塞沖錘3上升至上死點時，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釋放出所儲存能量的同時作用下，驅(qū)動活塞沖錘急速向下運動產(chǎn)生沖擊。在產(chǎn)生沖擊作用的同時，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，開始進行第二次的重復(fù)動作。周而復(fù)始，便形成了連續(xù)性的沖擊。335型液動錘的技術(shù)方案設(shè)計沖擊器的上接頭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?；铋y活塞在缸套5中運動。在缸套與外殼6之間形成環(huán)狀通水道，允許沖洗液通過。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)向中運動，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)鉆頭到達孔底后，鐵砧上移一定值，頂?shù)较拗谱?。這樣，彈簧9上升，并得到附加預(yù)壓力。當(dāng)沖洗液壓人時，沖錘和活閥活塞整個系統(tǒng)在液壓作用下向上運動，壓縮