非開挖水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構設計【全套cad圖紙+畢業(yè)論文答辯資料】

1、<p><b>　　湘潭大學興湘學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　題 目：非開挖水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構設計</p><p>　　專 業(yè)：機械設計制造及其自動化</p><p>　　學 號： 20109631

2、28 </p><p>　　姓 名： 王望 </p><p>　　指導教師： 周友行 </p><p>　　完成日期： 2014.5.27 </p><p>　　非開挖水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構設計</p><p>　

3、　[摘要]：本文通過分析非開挖水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，應用和具體的檢測方法，經(jīng)過查閱相關資料、討論，提出了一種利用齒輪齒條傳動的解決方案，并詳細設計了一種用于非開挖水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構，該系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定的實現(xiàn)鉆機動力頭頂進回拖功能。該頂進回拖系統(tǒng)包括電機、聯(lián)軸器、減速箱、齒輪齒條、動力頭、導軌等核心部分，通過AutoCAD出圖，最終完成設計說明書的書寫和外文翻譯。</p><p>　　

4、[關鍵詞] 非開挖；水平定向鉆機；頂進回拖；齒輪齒條</p><p>　　Horizontal Directional Drilling Promoting Mechanism Design</p><p>　　Abstract: This thesis puts forward a solution using the gear rack drive by the analysis o

5、f trenchless horizontal directional drilling head back drag system research status at home and abroad, application and specific detection method, through access to relevant data, discussion, the main task is to desi

6、gn the feed machanism,the choose of Driving method,also design for fatigue strength like bolts and bood.Clarified the trenchless horizontal directional drilling using gear rack driving head back t</p><p>　　K

7、ey words: horizontally directional drilling; Jacking and pull back; rack and pinion</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1非開挖水平定向鉆機常見的頂進回

8、拖系統(tǒng)結構及發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.1 液壓油缸進給方式1</p><p>　　1.1.2 馬達-鏈條進給方式2</p><p>　　1.1.3 液壓馬達-齒輪齒條進給式2</p><p>　　1.2非開挖水平定向鉆機國內(nèi)外現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.1國外HDD的現(xiàn)狀3</

9、p><p>　　1.2.2國內(nèi)HDD的現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3本論文研究的主要內(nèi)容和特色5</p><p>　　1.4本論文研究的意義及主要關鍵技術指標6</p><p>　　1.4.1 意義6</p><p>　　1.4.2 關鍵技術指標6</p><p>　　第二章 總體方案

10、及動力頭導軌設計計算7</p><p>　　2.1 總體方案設計7</p><p>　　2.1.1整體方案內(nèi)容7</p><p>　　2.1.2設計方案特點8</p><p>　　2.2 動力頭與導軌的設計計算8</p><p>　　2.3電動機選型9</p><p>　　2.3.1

11、電動機選型設計計算9</p><p>　　2.3.2 電動機型號及技術參數(shù)10</p><p>　　第三章 減速箱齒輪組設計計算12</p><p>　　3.1減速箱齒輪組設計計算12</p><p>　　3.1.1傳動比分配12</p><p>　　3.1.2 齒輪傳動設計計算12</p>

12、<p>　　3.1.3減速齒輪組結果匯總14</p><p>　　3.2按齒根彎曲疲勞強度校核16</p><p>　　3.2.1計算彎曲疲勞許用應力16</p><p>　　3.2.2校核計算16</p><p>　　第四章 齒輪齒條設計計算與校核18</p><p>　　4.1齒輪齒條設計計算

13、19</p><p>　　4.2 設計計算結果匯總21</p><p>　　第五章 軸的設計計算及校核23</p><p>　　5.1軸的設計計算23</p><p>　　5.2 軸的校核25</p><p>　　5.3軸承的校核26</p><p>　　第六章 輔助部件的設計計算2

14、8</p><p>　　6.1螺栓的設計28</p><p>　　6.1.1螺栓的主要作用28</p><p>　　6.1.2螺栓的設計計算及校核28</p><p><b>　　6.2 潤滑30</b></p><p><b>　　總 結 32</b></

15、p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　翻 譯 34</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1非開挖水平定向鉆機常見的頂進回拖系統(tǒng)結構及發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　非開挖水

16、平定向鉆機頂進回拖機構結構的不同，對進給回拖力的影響相當大，水平鉆機中常用的回拖機構根據(jù)結構不同可分為液壓油缸進給方式、馬達-鏈條回拖式、液壓馬達-齒輪齒條回拖式；根據(jù)提供進給回拖速度與力的不同，結構可分為液壓油缸倍速進給機構，馬達-鏈條倍力機構。</p><p>　　1.1.1 液壓油缸進給方式</p><p>　　1、油缸直推式進給方式：該方式采用一個或多個油缸直接驅動動力頭以實現(xiàn)進給

17、回拖動作，其結構如下圖1.1所示。優(yōu)點是傳動最簡單，無需任何其它中間傳動原件，動力頭滑架結構簡單，便于加工；缺點是油缸形成略大于鉆桿長度，在大載荷，長行程的工況下可能存在油缸壓桿穩(wěn)定性問題。 </p><p>　　圖1.1 液壓油缸直推式進給機構示意圖</p><p>　　2、油缸倍速機構：該方式使用油缸通過鏈輪，鏈條等中間傳動原件驅動動力頭，以實現(xiàn)進給回拖動作，其結構如下圖1.2所示。動

18、力頭的行程與進給回拖速度是油缸的2倍，因而被稱為倍速機構，該機構使得鉆機軸向尺寸小于油缸直推進給方式，在同等進給行程下油缸壓桿穩(wěn)定性不如直推式敏感，鉆機適應性更強，其缺點是油缸有效推力只利用了一半，傳動環(huán)節(jié)較多，油缸拆卸不便。</p><p>　　圖1.2 液壓油缸倍速進給機構示意圖</p><p>　　1.1.2 馬達-鏈條進給方式</p><p>　　馬達-鏈

19、條回拖式一般由一對低速大功率液壓馬達驅動一對減速器，由減速器驅動鏈輪鏈條，由鏈輪鏈條向動力頭提供進給回拖力，其結構如下圖1.3所示。該機構回拖進給行程不受限制，能提供足夠的進給力，工作速度快，工作平穩(wěn)，</p><p>　　結構緊湊，成本適中。但馬達排量和體積都增大了。</p><p>　　圖1-3 液壓馬達-鏈條進給機構示意圖</p><p>　　1.1.3 液壓

20、馬達-齒輪齒條進給式</p><p>　　液壓馬達－齒輪齒條回拖式：通過一組或多組液壓馬達驅動齒輪，與固定于機架的的齒條做相對運動來實現(xiàn)動力頭的進給回拖動作,其結構如下圖1.4所示。這種結構承載能力強，不受進給長度限制，但液壓馬達布置在動力頭或動力頭托架上，因此動力頭結構復雜，尺寸大，適用于大噸位的鉆機。</p><p>　　圖1.4 液壓馬達-齒輪齒條進給機構示意圖</p>

21、<p>　　1.2非開挖水平定向鉆機國內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　隨著我國城市化建設的迅速發(fā)展，非開挖技術的應用越來越廣泛。非開挖行業(yè)作為一項新興產(chǎn)業(yè)，在我國方興未艾。水平定向鉆機(Horizontally Directional Driller，簡稱HDD)是廣泛使用的一種非開挖產(chǎn)品，主要用于供水、煤氣、電力、電訊、天然氣、石油等管線的鋪設或更新。我國HDD的產(chǎn)品開發(fā)尚處于小規(guī)模發(fā)展的階段,預計未

22、來幾年將處于急速發(fā)展的上升時期。</p><p>　　1.2.1國外HDD的現(xiàn)狀 HDD起始于20世紀70年代末期，隨著技術與裝備的不斷改進和完善，80年代中期在發(fā)達國家才逐漸為人們認可和接受，得以迅速發(fā)展，并以其獨特的技術優(yōu)勢和廣闊的市場前景得到了世界各國的重視。據(jù)了解，目前國外大約有30多家HDD制造商，典型生產(chǎn)廠家有DITCH WITCH公司、威猛公司、凱斯公司等。DITCH WITCH公司生產(chǎn)

23、的非開挖定向鉆機具有先進的控制技術和良好的通訊設備，技術性能先進、操作性能良好,目前生產(chǎn)的系列產(chǎn)品有JT520、JT920、JT1720、JT2720、JT4020、JT7020。其中JT2720/JT2720M、JT4020/JT4020M型定向鉆是其在我國銷售的主導產(chǎn)品。威猛公司的產(chǎn)品系列有：D7×11A、D10×15A、D16×20A、D24×26、D24×40、D33×

24、44、D50×100、D75×100、D80×120、D100×120、D200×300。美國CASE公司生產(chǎn)的60系列5種型號分別為6010、6030、6060、6080、60100，其中凱斯6030型定向鉆是其在我國銷售的主導產(chǎn)品。美國凱斯公司是發(fā)展水平定</p><p>　　1.2.2國內(nèi)HDD的現(xiàn)狀 目前我國HDD產(chǎn)品整體的水平相對落后，HDD的技

25、術發(fā)展歷程主要經(jīng)歷了3個階段。 第一階段為技術引進期。即80年代中期至90年代中期，我國的HDD產(chǎn)業(yè)有了一定的基礎和發(fā)展，建立了自己的設計、研制基地，并開發(fā)出一定數(shù)量和規(guī)格的HDD。 第二階段為研發(fā)期。即90年代中期以后，原地礦部、建設部、冶金部等一些相關單位，在一些小型HDD的自主研發(fā)方面取得了一些突破和可喜的成績，主要產(chǎn)品有中國地質科學院勘探技術研究所生產(chǎn)的GBS-5、GBS-8、GBS-10拖式非開挖定向鉆機、GB

26、S-12、GBS-20、GBS-40自行走非開挖定向鉆機。連云港黃海機械廠與首鋼地質勘察院共同開發(fā)了FDP-12、FDP-15水平定向鉆等,北京派普萊非開挖技術有限公司開發(fā)了DDW80、DDW100、DDW180水平定向鉆,這兩家生產(chǎn)的均是拖式非開挖鉆機。這些水平定向鉆整機技術性能尚無法與外國產(chǎn)品抗衡，但價格低廉，在國內(nèi)占有一定的市場。雖然這一時期國內(nèi)水平定向鉆的產(chǎn)品已是液壓控制,但其自動化程度較低,輔助工作時間較長，工作效率低,且鉆桿

27、采用磨擦焊結構,焊縫處經(jīng)常斷裂,出現(xiàn)</p><p>　　1.3本論文研究的主要內(nèi)容和特色</p><p>　　本論文主要進行非開挖定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構設計計算，頂進回拖機構結構的不同，對進給回拖力的影響相當大，水平鉆機中常用的頂進回拖機構根據(jù)結構不同可分為液壓油缸進給方式、馬達-鏈條回拖式、液壓馬達-齒輪齒條頂進回拖式；根據(jù)提供進給回拖速度與力的不同，結構可分為液壓油缸倍速進給機構，

28、馬達-鏈條倍力機構。</p><p>　　圖1.5 齒輪齒條傳動原理圖</p><p>　　通過采用如圖1.5所示的齒輪齒條的新型傳動方式設計非開挖水平定向鉆機的頂進回拖系統(tǒng)，改善水平定向鉆機頂進回拖時的動態(tài)性能，優(yōu)化結構。因為齒輪齒條結構簡單，所能傳遞的功率高，技術成熟，成本低，可以得到廣泛的應用。</p><p>　　1.4本論文研究的意義及主要關鍵技術指標&l

29、t;/p><p><b>　　1.4.1 意義</b></p><p>　　隨著國家基礎建設的投入持續(xù)增長，尤其是一批國家重點項目的陸續(xù)啟動，將對工程鉆機技術要求更高。鉆機不僅要具有高效性、環(huán)保性。更要具有復雜性和安全性，通常使用的工程機械在使用時只具有鉆進功能或者采用其他不合理的傳動方式，且鉆進力有限，當遇到堅硬的巖石，如卵石、灰?guī)r、花崗巖等硬巖石地層，就不得不改變鉆進

30、方位，或者另鉆他孔，為了解決此問題，我在老師的指導下設計計算采用齒輪齒條傳動的非開挖水平定向鉆機頂進回拖機構，優(yōu)化水平定向鉆機性能。增大鉆機傳遞功率，克服較大阻力，它有效的解決了設定的問題。</p><p>　　1.4.2 關鍵技術指標</p><p>　?。?）通過合理的設計與布局確保裝置具有良好的工作平穩(wěn)性，既具有較低的震動頻率，并能有效的控制噪聲。</p><p&

31、gt;　　（2）合理的設計傳動機構，以確保電機、齒輪、齒條、鉆頭之間所有的力與力矩的可靠傳遞，使裝置具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求。</p><p>　?。?）便于布置，要考慮給齒輪齒條部分留出足夠的空間。</p><p>　　（4）所有零部件應具有足夠的強度與使用壽命。</p><p>　?。?）制造成本低。便于維修保養(yǎng)。</p><p>　　

32、第二章 總體方案及動力頭導軌設計計算</p><p>　　2.1 總體方案設計</p><p>　　2.1.1整體方案內(nèi)容</p><p>　　本畢業(yè)設計擬采用齒輪齒條傳動的形式傳遞動力，如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 整體方案示意圖</p><p>　　采用電動機驅動，經(jīng)齒輪組減速、齒輪齒條傳動，驅動

33、非開挖定向鉆機動力頭頂進或者回拖。本方案主要包括四個部分：（1）電動機；（2）減速齒輪組；（3）齒輪齒條；（4）動力頭。</p><p>　　電動機：通過設計計算整個系統(tǒng)所需功率，通過查閱相關的機械設計手冊，選定電動機型號，提供整個系統(tǒng)所需的動力；</p><p>　　減速齒輪組：電動機輸出的轉速較高，而動力頭所需的鉆進速度較低，則要求齒輪齒條傳遞的速度較低，通過減速齒輪組，既能傳遞較大的

34、功率，又能將電機轉速降低至所需的目標轉速；</p><p>　　齒輪齒條：齒輪齒條傳動是本設計的重點內(nèi)容，它將電機的轉動轉化成齒條的直線位移，既水平定向鉆機的動力頭的頂進和回拖；</p><p>　　動力頭：動力頭是實現(xiàn)鉆孔功能的核心部件，另行設計。</p><p>　　2.1.2設計方案特點</p><p><b>　　1、采用電

35、機驅動</b></p><p>　　與傳統(tǒng)的水平定向鉆機相比，傳統(tǒng)頂進回拖系統(tǒng)多采用液壓驅動，液壓系統(tǒng)具有效率低、環(huán)境污染嚴重、容易發(fā)生火災、易發(fā)生泄漏等缺點。本設計的電機驅動頂進回拖系統(tǒng)，采用電機驅動，既能滿足所需功率需求，又具有通用性高、價格便宜、能源供應方便等優(yōu)點，而且電機的動態(tài)特性優(yōu)良、可調(diào)式性能好，采用電機驅動優(yōu)化了整個水平定向鉆機的能源裝置。</p><p>　　2

36、、采用齒輪齒條傳動</p><p>　　齒輪齒條傳動承載力大，傳動精度高，可以無限長度對接延續(xù)、傳動速度高，適合本設計的設計要求。而且齒輪齒條傳動技術成熟、設計簡單、已大批量生產(chǎn)，采用齒輪齒條傳動大大簡化了水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構，降低了生產(chǎn)制造成本。</p><p>　　2.2 動力頭與導軌的設計計算</p><p>　　為了實現(xiàn)頂進回拖功能，動力頭需在導軌上

37、產(chǎn)生向前向后的位移，動力頭與導軌之間存在摩擦，且精度要求較高；為了減小能量損失，動力頭與導軌的接觸采用滑動接觸的方法；采用齒輪齒條傳動，動力頭存在傾覆力矩，為了防止傾覆力矩對非開挖水平鉆機頂進回拖機構動力頭的影響，接觸結構需要有防傾覆功能。</p><p>　　綜合動力頭與導軌的結構所需滿足的精度高、速度較高、防傾覆的功能特點，采用如圖2.2所示的滑動導軌；</p><p>　　圖2.2

38、動力頭與導軌接觸結構示意圖</p><p>　　圖中：M——為整個動力頭與導軌接觸結構的高度，M=80mm；</p><p>　　W——為整個動力頭與導軌接觸結構的寬度，W=50；</p><p>　　L——為整個動力頭和導軌接觸結構的長度，L=160mm；</p><p>　　根據(jù)齒條的長度，得導軌長度；</p><p&

39、gt;　　此結構形式的滑動導軌具有防傾覆的特點，有效的防止了齒輪齒條中傾覆力矩對動力頭的影響；且傳動平穩(wěn)、精度高、承受載荷較大，滿足本設計要求。</p><p>　　設計的滑動導軌如下圖2.3所示：</p><p>　　圖2.3 導軌裝配圖</p><p><b>　　2.3電動機選型</b></p><p>　　2.3

40、.1電動機選型設計計算</p><p>　　根據(jù)此設計要求，整個非開挖水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構設計參數(shù)如下表2.1所示：</p><p>　　表2.1 主要設計參數(shù)</p><p>　　通過查閱相關文獻，查的各機械傳動和摩擦副的效率概略值如下表2.2所示：</p><p>　　表2-2 機械傳動和摩擦副的效率概略值</p>

41、<p>　　根據(jù)此畢業(yè)設計的參數(shù)要求，整個非開挖定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構按照所給的最大參數(shù)進行設計計算：</p><p>　　非開挖水平定向鉆機頂進回拖裝置所需功率可以由公式（2-1）求得，即</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中：F——推拉力，；</p><p><b

42、>　　V——推拉速度，；</b></p><p><b>　　經(jīng)計算得：</b></p><p>　　電動機所提供動力需經(jīng)過各級傳動然后驅動非開挖水平定向鉆機動力頭頂進回拖，通過查閱相關文獻獲得各級傳動效率，可以根據(jù)公式（2-2）求得電動機所需提供功率：</p><p><b>　　(2-2)</b>&l

43、t;/p><p>　　式中：——頂進回拖裝置所需最大功率，P=50Kw；</p><p>　　——電動機額定功率；</p><p>　　η——傳動效率，由公式（2-3）得：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　通過上式可以求得電動機額定功率：；</p>&

44、lt;p>　　2.3.2 電動機型號及技術參數(shù)</p><p>　　查閱相關電動機選型手冊，根據(jù)所需額定功率為選定電動機型號，考慮到要留有一定的功率余量，應選取額定功率大于62.74Kw的電動機。選取電動機型號為：Y系列三相異步電機Y280S-4，其相關參數(shù)如下表2.3所示：</p><p>　　表2.3 電機技術參數(shù)</p><p>　　第三章 減速箱齒輪組

45、設計計算</p><p>　　3.1減速箱齒輪組設計計算</p><p>　　3.1.1傳動比分配</p><p>　　通過查閱機械設計手冊，得開式圓柱齒輪傳動傳動比；綜合考慮非開挖水平定向鉆機頂進回拖機構最大進給速度，根據(jù)公式（3.1）：</p><p><b>　　(3.1)</b></p><p

46、>　　式中：i——傳動比；</p><p><b>　　——電動機轉速，；</b></p><p>　　——齒輪齒條傳動中齒輪轉速；根據(jù)公式（3.2）；</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　式中：；</b></p>&

47、lt;p>　　d——齒輪齒條組中齒輪分度圓直徑；</p><p>　　取單級減速齒輪組傳動比i=3.6。</p><p>　　3.1.2 齒輪傳動設計計算</p><p>　　1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）根據(jù)運動簡圖的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動；</p><p>　　2）定

48、向鉆機為一般工作機械，速度不高，故選用7級精度；</p><p>　　2）材料選擇。因非開挖水平定向鉆機速度不高，有粉塵，查閱相關手冊小齒輪材料選擇40Cr（調(diào)質），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質），硬度為240HBS，兩者硬度差為40HBS；</p><p>　　4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為；</p><p>　　2、按齒面接觸強度設計</p

49、><p>　?。?）根據(jù)公式（3.3）按齒面接觸疲勞強度進行設計計算：</p><p><b>　　（3.3）</b></p><p>　　式中：1）試選載荷系數(shù)；</p><p>　　2）計算小齒輪傳動轉矩</p><p><b>　　。</b></p><

50、p>　　3）查閱機械設計手冊選取齒寬系數(shù)；</p><p>　　4）由機械設計手冊查得材料彈性影響系數(shù)為；</p><p>　　5）由機械設計手冊按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強度極限，大齒輪接觸疲勞強度極限；</p><p>　　6）由機械設計式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)：</p><p>　　7）由機械設計圖10-19取接觸疲勞壽命系

51、數(shù)，；</p><p>　　8）計算接觸疲勞許用應力。取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由機械設計手冊式10-12得：</p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　1）由公式（3.3）計算小齒輪分度圓直徑</p><p><b>　　2）計算圓周速度v</b></p&

52、gt;<p>　　3）計算齒寬、模數(shù)和齒寬與齒高之比</p><p>　　，齒寬取為b=75mm；</p><p><b>　　4）計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　由機械設計手冊表10-2選取使用系數(shù)；根據(jù)，7級精度，由機械設計手冊圖10-8查得；</p><p><b>　　直齒輪，&

53、lt;/b></p><p>　　由機械設計手冊表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承對稱非對稱布置時，</p><p>　　由， ，根據(jù)機械設計手冊10-13查得；故根據(jù)式（3.4）求得載荷系數(shù)為：</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　5）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓

54、直徑，由式（3.5）得</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p><b>　　6）計算模數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)機械設計手冊齒輪模數(shù)推薦表，綜合計算結果分析，故齒輪模數(shù)。</p><p>　　3.1.3減速齒輪組結果匯總</p><p>　　

55、通過計算，減速齒輪組計算結果如下表3.1所示：</p><p>　　表3.1 齒輪組計算結果匯總表</p><p>　　3.2按齒根彎曲疲勞強度校核</p><p>　　根據(jù)齒根彎曲疲勞強度校核公式（3.6）校核齒輪：</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p><b&g

56、t;　　(3.7)</b></p><p>　　式中：——為載荷作用于齒頂時的應力校正系數(shù)，通過查機械設計手冊表10-5得</p><p>　　——齒形系數(shù)，通過查機械設計手冊表10-5得，；</p><p><b>　　K——載荷系數(shù)，；</b></p><p>　　b——齒寬，b=75mm；</p&

57、gt;<p>　　——小齒輪圓周力，。</p><p>　　3.2.1計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　由機械設計手冊查得小齒輪彎曲疲勞強度極限，大齒輪彎</p><p><b>　　彎曲疲勞強度極限；</b></p><p>　　由機械設計手冊圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；</p>

58、;<p>　　計算彎曲強度許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，由機械設計手冊式10-12得：</p><p><b>　　取較小值，即。</b></p><p><b>　　3.2.2校核計算</b></p><p><b>　　將參數(shù)代入公式得：</b&

59、gt;</p><p><b>　　故滿足設計要求。</b></p><p>　　第四章 齒輪齒條設計計算與校核</p><p>　　齒輪齒條傳動是非開挖水平定向鉆機頂進回拖系統(tǒng)結構的核心傳動部件，將電動機輸出的轉矩轉變成齒條的直線位移，實現(xiàn)電動機驅動的水平定向鉆機的頂進回拖功能。齒輪齒條傳動設計技術成熟、傳動精度高、傳遞的功率大、速度較高、適

60、宜大批量生產(chǎn)，能夠滿足本設計功能需求。</p><p>　　齒輪齒條設計計算參數(shù)如下表4.1所示:</p><p>　　表4.1 齒輪齒條設計參數(shù)</p><p>　　齒輪齒條傳動原理如下圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 齒輪齒條傳動原理圖</p><p>　　其嚙合線與齒輪的基圓相切，由于齒條的基圓為無窮

61、大，所以嚙合線與齒條基圓的切點在無窮遠處。</p><p>　　齒輪與齒條嚙合時，不論是否標準安裝（齒輪與齒條標準安裝即為齒輪的分度圓與齒條的分度圓相切），其嚙合角恒等于齒輪分度圓壓力角，也等于齒條的齒形角；齒輪的節(jié)圓也恒與分度圓重合。只是在非標準安裝時，齒條的節(jié)線與分度線不再重合。</p><p>　　齒輪與齒條正確嚙合條件是基圓齒距相等，齒條的基圓齒距是其兩相鄰齒廓同側直線的垂直距離，

62、即。</p><p>　　齒輪與齒條的實際嚙合線為，即齒條頂線及齒輪齒頂圓與嚙合線的交點及之間的長度。</p><p>　　4.1齒輪齒條設計計算</p><p>　　齒輪齒條傳動, 齒輪作回轉運動，齒條作直線運動，齒條可以看作一個齒數(shù)</p><p>　　無窮多的齒輪的一部分，這時齒輪的各圓均變?yōu)橹本€，作為齒廓曲線的漸開線也變?yōu)橹本€。齒條直

63、線的速度與齒輪分度圓直徑、轉速之間的關系為式（4.1）所示：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中 ：d——齒輪分度圓直徑，；</p><p><b>　　——齒輪轉速，;</b></p><p>　　V——齒條直線速度，v=20;</p><

64、p>　　計算得齒輪齒條中齒輪分度圓直徑d=32mm，因為要留有一定余量，分度圓直徑取60mm。</p><p>　　1、按齒根彎曲強度設計</p><p>　?。?）、選定齒輪類型、精度等級、材料</p><p>　　1）根據(jù)運動簡圖的傳動方案，選用直齒齒輪齒條傳動；</p><p>　　2）定向鉆機為一般工作機械，速度不高，故選用7級

65、精度；</p><p>　　3）材料選擇。因非開挖水平定向鉆機速度不高，有粉塵，查閱相關手冊小齒輪材料選擇40Cr（調(diào)質），硬度為280HBS，齒條材料為45鋼（調(diào)質），硬度為240HBS，兩者硬度差為40HBS；</p><p>　　4）齒輪齒條中齒輪齒數(shù)；</p><p>　?。?）根據(jù)彎曲強度的設計公式（4.2）設計齒輪</p><p>

66、;<b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中：1）由機械設計手冊查得小齒輪彎曲疲勞強度極限，大齒輪</p><p><b>　　彎曲疲勞強度極限；</b></p><p>　　由機械設計手冊圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；</p><p>　　計算彎曲強度許用應力</p>

67、;<p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，由機械設計手冊式10-12得</p><p><b>　　取較小值，即；</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)，；</b></p><p>　　5）查取齒形系數(shù)，由機械設計手冊表10-5查的查取齒形系數(shù)得，；</p><p>　　查取應力校

68、正系數(shù)查得，；</p><p>　　計算大小齒輪的并加以比較：</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大；</b></p><p><b>　　（3）計算</b></p><p>　　根據(jù)計算值，通過查閱機械設計手冊得標準模數(shù)m=4。</p><p>　　可以算得齒輪齒數(shù)1

69、5，為避免產(chǎn)生根切，取齒輪齒數(shù)為。</p><p>　　4.2 設計計算結果匯總</p><p>　　通過設計計算，齒輪齒條相關參數(shù)如下表4.2所示：</p><p>　　表4.2 齒輪齒條設計計算結果匯總表</p><p>　　第五章 軸的設計計算及校核</p><p>　　軸是組成機器的主要零件之一，一切做回轉運動

70、的傳動零件，都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。因此，軸的主要功用是支承回轉零件及傳遞運動和動力。</p><p><b>　　5.1軸的設計計算</b></p><p>　　1、計算軸上的功率P、轉速n、和轉矩T</p><p>　　2、求作用在齒輪上的力</p><p>　　3、選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。

71、根據(jù)機械設計手冊表15-3取。根據(jù)下式初步估算軸的最小直徑：</p><p>　　軸的最小直徑顯然是安裝齒輪齒條中齒輪處的直徑，與齒輪的孔徑相適應，根據(jù)齒輪的分度圓直徑為68mm,取 ；然后根據(jù)齒寬40mm,根據(jù)裝配關系，??；</p><p><b>　　4、軸的結構設計</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件裝配方案</p>

72、;<p>　　本設計中非開挖水平定向鉆機頂進回拖機構中主軸的結構與裝配如下圖5.1所示：</p><p>　　圖5.1 軸的結構與裝配</p><p>　　確定軸向定位和各段軸的直徑和長度</p><p>　　1）為了滿足齒輪齒條中齒輪的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的直徑，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑選擇擋圈直徑為D

73、=55mm（GB 891-86）。由于齒輪與軸配合的轂孔長度為L=40mm，為了保證軸端擋圈只壓在齒輪上而不壓在軸的端面上，故I-II段長度比b略短，現(xiàn)取，??；</p><p>　　初步選擇滾動軸承。因為軸承受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承，</p><p>　　參照工作要求并根據(jù)，初步選擇6011（GB/T 297-1994），其基本尺寸為，故，取。右端軸承采用軸肩定位。由手冊查得其安

74、裝尺寸，故??；</p><p>　　取安裝齒輪處的直徑為齒輪的左端與左軸承之間采用套筒</p><p>　　定位。已知齒輪寬度為70mm，故?。?lt;/p><p>　　取齒輪距箱體內(nèi)壁之間距離為20mm，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動</p><p>　　軸承位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離，取為5mm，已知軸承寬度，大齒輪輪轂長，則</p&

75、gt;<p>　　齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=10，則；軸環(huán)寬度，故;</p><p><b>　　根據(jù)總體尺寸，；</b></p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p>　?。?）軸上零件周向定位</p><p>　　輸出齒輪與軸的連接采用平鍵，按由手冊查取并選擇

76、平鍵長度為25mm，即選用平鍵為；</p><p>　　輸入齒輪的平鍵型號為滾動軸承的周向定位是靠過盈配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。</p><p>　　(4)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑如圖所示。</p><p><b>　　5.2 軸的校核</b></p

77、><p>　　首先根據(jù)軸的裝配結構圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承指點位置時。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖5.2所示：</p><p>　　圖5.2 軸的彎矩圖和扭矩圖</p><p>　　從軸的結構圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的危險截面的、及的值如表5.1所示：</p><p>　　表5.1 危險截面的、及

78、值</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據(jù)機械設計手冊中的公式和數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)應力，取，軸的計算應力為：</p><p>　　前面選擇軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由機械設計手冊查得。因此，，故安全。</p><p><b>　　5.3軸承的校核</b><

79、/p><p>　　根據(jù)設計要求，采用深溝球軸承6011，只承受徑向力。根據(jù)公式（5.1）校核軸承使用壽命：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中：——溫度系數(shù)，?。换绢~定動載荷C=75200N，</p><p><b>　　——對于滾子軸承；</b></p&g

80、t;<p>　　C——基本額定動載荷，通過查閱機械設計手冊，得C=30.2kN;</p><p>　　P——當量動載荷，因為是深溝球軸承，只承受徑向力，P取兩個軸承中載荷較大者，得P=3068.52N；</p><p><b>　　代入公式計算得：</b></p><p><b>　　滿足設計要求。</b>&

81、lt;/p><p>　　第六章 輔助部件的設計計算</p><p><b>　　6.1螺栓的設計</b></p><p>　　6.1.1螺栓的主要作用</p><p>　　鉆機螺栓主要作用有：</p><p>　?。?）、連接機架,并起固定整個結構；</p><p>　?。?）

82、、主軸分別由三個個螺栓固定，由套筒進行定位安裝；</p><p>　　采用普通螺栓時，靠聯(lián)接預緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉矩T，假設各螺栓的預緊程度相同，即各螺栓的預緊力均為，則各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生的摩擦力均相等，并假設此摩擦力集中今后作用在螺栓中心處。為阻止接合面發(fā)生相對轉對，各摩擦力應與各該螺栓的軸線到螺栓組對稱中心O的連線相垂直。根據(jù)作用在箱體上的力矩平衡及聯(lián)接強度的重要條件，應有</p>

83、<p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中——可靠性系數(shù)，取=1.2</p><p>　　——聯(lián)接摩擦副的摩擦因數(shù)，查[2]表5-1-52得=0.15；</p><p>　　r——轉矩作用半徑；</p><p><b>　　z——螺栓個數(shù)。</b></p>

84、;<p>　　6.1.2螺栓的設計計算及校核</p><p>　　由設計計算說明書中可知Nm，r=90mm，z=61，摩擦因數(shù)</p><p>　　齒輪所受的切向力，轉矩，代入得</p><p>　　由于螺紋貫穿整個箱體，將上箱體與下箱體連接，且在同一螺紋內(nèi)所受拉力大小不變，故可將兩端轉矩平分，即兩結合面處轉矩</p><p>

85、<b>　　于是螺紋內(nèi)拉應力</b></p><p>　　此接合面選用M16的外六角螺栓聯(lián)接，在擰緊力矩作用下，螺栓除受預緊力的拉伸作用而產(chǎn)生拉伸應力外，還受螺紋摩擦力矩的扭轉而產(chǎn)生扭轉切應力，使螺栓處于拉伸扭轉的復合應力狀態(tài)下。因此，進行僅受預力的緊螺栓強度計算時，應綜合考慮拉伸應力扭轉切應力的作用。</p><p>　　則螺栓預緊力狀態(tài)下的計算應力為：</p

86、><p>　　螺栓的許用拉應力為：</p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　式中n——安全系數(shù)；</p><p>　　因此，螺釘強度滿足。</p><p>　　此時可以算得螺栓的擰緊力矩為</p><p>　　所以，螺栓各尺寸需按照結構需要而定，根據(jù)設計

87、計算尺寸，螺栓選用M12，L=26mm和M16,L=38mm。</p><p><b>　　6.2 潤滑</b></p><p>　　考慮到該非開挖水平定向鉆機頂進回拖機構的的工作形式，所有齒輪齒條都須潤滑，但是由于齒輪齒條暴露在空氣中，故采用潤滑脂潤滑；考慮該減速器的工作形式，所有齒輪都須潤滑，故采取全浸油式潤滑。為防止減速箱內(nèi)潤滑油泄漏和外界雜質，灰塵等侵入，各接

88、合表面須安裝密封裝置，在各接合面上涂一層密封膠，并用螺釘（螺栓）擰緊，以保證減速器的密封性。</p><p>　　齒輪油選用Mobil SHC XMP 460潤滑油，油封下軸承采用Mobil SHC 460潤滑脂潤滑；齒輪齒條采用Mobil SHC 460潤滑脂潤滑，其相關參數(shù)如下表6.1、表6.2所示：</p><p>　　表6.1 Mobilth SHC 460型潤滑脂參數(shù)</p

89、><p>　　表6.2 Mobilgear SHC XMP 460型潤滑油技術參數(shù)</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　非開挖水平鉆機是在不開挖地表面的條件下，鋪設多種地下公用設施(管道、電纜等)的一種施工機械。本文主要內(nèi)容是進行非開挖水平定向鉆機頂進回拖機構的結構設計，包括齒輪齒條的設計計算、減速齒輪組的設計計算、軸

90、承的選擇和校核以及其他零部件的選擇確定。</p><p>　　經(jīng)過幾個月的努力，終于將畢業(yè)設計完成。在這些日子里，我查閱了《機械設計手冊》，《機械設計》，《機械原理》等大量相關資料和書籍，也學習和熟悉了word和CAD軟件并且也加強了與人團結合作的能力，可謂收獲頗豐。但同時也受到了一些大的挫折，發(fā)現(xiàn)了一些自己的大的不足之處。設計過程綜合機械設計基礎的大部分內(nèi)容，通過設計進一步掌握了簡單機械裝置的設計，具備運用標準

91、、規(guī)范、圖冊和查閱有關技術的資料的能力，提高機械設計能力。在整個畢業(yè)設計的過程中，我和隊友協(xié)作成了方案的選取與設計，零件的結構設計與計算，零件圖裝配圖的繪制，設計說明書的編排等工作，中間雖然出現(xiàn)了一些意見不一致，但總是能很快得到統(tǒng)一。</p><p>　　這次畢業(yè)設計，我接觸到了一些以前不是很了解的東西，學到很多關于非開挖鉆機的知識，同時對制圖課程所學內(nèi)容進行一次全面系統(tǒng)的復習、鞏固和綜合運用，提高了運用CAD繪

92、圖的能力，在繪圖的過程中也鍛煉了我思考問題的嚴密性和做事的耐心，同時，我也認識到自己所學的知識很多都只是皮毛，沒有深入，導致運用時不能靈活改變運用。</p><p>　　在這次的設計中遇到了不少問題，如在繪圖方面的操作，零件的定位與具體作用等。通過查閱資料和指導老師周老師的精心指導下以及同學們的幫助，將這些問題解決，完成了畢業(yè)設計。在這里向他們表示感謝。</p><p><b>

93、　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊[M].3版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[2] 孫桓，陳作模.機械原理[M].6版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[3] 濮良貴，紀名剛.機械設計.8版.北京：高等教育出版社，2006.</p><

94、p>　　[4] 蘇旭平.工程材料.湖南：湘潭大學出版社.2008.</p><p>　　[5] 成大先.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[6] 孫靖民.機械優(yōu)化設計.4版.北京：機械工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[7] 王振華.實用軸承手冊.上海：上海科學技術文獻出版社，1991</p><p&g

95、t;　　[8] 花蓉. 非開挖水平鉆機中幾種主要結構的設計[J].探礦工程(巖土鉆掘工程).2009(08)</p><p>　　[9] 張代東，機械工程材料應用基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[10] 孫靖民，機械結構優(yōu)化設計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1985.</p><p>　　[11] 鐘建林,Pro/Engineer典型機

96、械設計.4版.北京：機械工業(yè)出版社 2002.</p><p>　　[12] 劉鴻文，材料力學. 2版.北京：高等教育出版社，2010.</p><p><b>　　翻 譯</b></p><p>　　非開挖水平定向鉆機操作性能分析</p><p>　　摘要：水平定向鉆機在城市管道環(huán)境或者非常復雜的地理環(huán)境位置成為越來

97、越受歡迎的管道安裝裝置，例如：河道下面和地鐵下面。這種科學裝置先定向挖一個小洞然后擴大到允許后面的管道裝置進入。對于非開挖水平定向鉆機控制動力頭的運動路徑很困難和難以保持動力頭的運動位置是阻止這種新型裝備取代傳統(tǒng)裝置的主要難點。</p><p>　　兩種類型的動力頭在現(xiàn)在的水平定向挖掘機中廣泛應用，噴嘴式的鉆頭和安裝在彎曲管道由泥漿驅動的鉆頭。前者應用與較松的土壤環(huán)境，后者應用于較緊的土壤環(huán)境。這篇文章分析對實驗

98、鉆頭在用泥漿驅動的54水平定向鉆機裝置的調(diào)查數(shù)據(jù)來研究參數(shù)對于動力頭挖掘位置的影響。操作過程分解為旋轉挖掘和滑動直線挖掘，分開進行研究。鉆井實踐、挖掘設備、挖掘長度和挖掘地質情況會影響控制動力頭位置的能力。</p><p><b>　　1、前言</b></p><p>　　水平定向挖掘機是一種通用設備，適用于油田科技，越來越多的用于安裝河流下面的線纜和管道和其他基礎設

99、施建設。水平定向挖掘機現(xiàn)在常用兩種鉆進工具，一種是使用松土的由泥漿驅動的刀片形切削鉆頭，另一種是用于較緊土壤的由泥漿驅動的螺桿鉆。</p><p>　　文章主要集中于水平定向鉆機用泥漿驅動的實驗動力頭位置的控制，調(diào)查54水平定向鉆機裝置，由86節(jié)組成超過42千米。通過對調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析，通過對比水平定向鉆機操作者的操作記錄和動力頭位置數(shù)據(jù)的記錄，來分析水平定向鉆機在不同土質環(huán)境下的性能。三錐輥使用的設施調(diào)查(細胞

100、)位不穩(wěn)定元素在井下組裝。那些設施使用金剛石復合片(PDC)位,穩(wěn)定器或作為“問題”進行地面條件沒有調(diào)查。每個驅動器的數(shù)據(jù)被組織成部分描述每個旋轉鉆探和滑動鉆井長度用來建立。實際的比率轉向性能對性能被確認為每個部分對轉向控制的因素的影響在硬盤安裝(以下的做法淺色印花布,1999;瑞士思德利公司,2007)。研究確定了許多因素,影響硬盤驅動器的控制轉向的能力包括:鉆滑動部分的長度,從鉆井平臺的距離井下組裝；鉆頭類型和彎曲角地質的類型。之前

101、調(diào)查的結果的表示這些因素，井下的簡要總結使用硬盤安裝程序集和需要控制操舵在硬盤驅器。</p><p>　　2、用于井下馬達控制操舵的水平定向鉆孔裝置</p><p>　　容積式井下馬達納入鉆字符串，權力旋轉鉆頭, 合并一個鉆頭，可以旋轉不考慮鉆柱的旋轉導致的發(fā)展兩個鉆井實踐；鉆探(或旋轉鉆探)和滑動(或滑動鉆井)(圖1)。鉆井是指旋轉鉆機的鉆柱，同時提供推力和滑動指的是僅提供推力。在這兩種

102、情況下，泥漿馬達驅動鉆頭。連續(xù)鉆井創(chuàng)建部分孔而滑動創(chuàng)建彎曲部分(面向通過管理工具的角度的臉和控制的角度)。在鉆柱的存在導致旋轉鉆部分有大孔直徑比由滑動鉆井(圖。1)，這可能產(chǎn)生影響的能力來控制鉆頭的位置。設備可以連接到井下組裝和允許創(chuàng)建彎曲部分同時旋轉鉆探，雖然這是很少納入水平定向鉆機安裝，不考慮。</p><p>　　3、水平定向鉆機通常所用的鉆頭類型</p><p>　　油田行業(yè)利用P

103、DC比特(剪切形成),或細胞碎片(泥和粉碎形成)；位(MT)或碳化鎢插入位(TCI)。然而，水平定向鉆機安裝往往是由細胞碎片隨著PDC產(chǎn)生巨大扭矩和側向切削能力，和相對較弱的地質條件與水平定向鉆機安裝PDC位遭受過度。描述鉆頭的橫向漂移由于旋轉力量作用于鉆頭(劉和，2002)。細胞碎片將經(jīng)歷但下級PDC鉆頭,由于減少了轉矩產(chǎn)生的水平位(諾里斯，1998)和減少側向切削潛在。然而,為了有效地減少,相比PDC碎片,細胞碎片的經(jīng)驗減少機械鉆速

104、(ROP)和需要更大的最小力應用于鉆頭;稱為鉆壓(鉆壓),為了有效地減少，相比PDC碎片。</p><p>　　4、監(jiān)測井下組裝的位置</p><p>　　在鉆井井下馬達裝配的使用不是沒有問題，傳感器用于監(jiān)視的位置鉆的電動機(使用產(chǎn)生的干擾傳統(tǒng)的水平定向鉆機設備)，必須放置幾米后面的(圖2)。因此，運營商不準確知道實時的位置點，必須等到傳感器達到所需的點來獲得準確的位置數(shù)據(jù)。很明顯有潛在的

105、鉆頭偏離理想的路徑和運營商要么鉆柱和撤軍生或正確的鉆頭的位置，因為它往前移動。的將偏離線和水平有可能破壞鉆柱或產(chǎn)品管大調(diào)的-荷蘭國際集團后續(xù)安裝。(2006年，2006年)和查普曼。(2007)主張研究改善的必要性控制井下組件如果水平定向鉆機的位置普遍采用，代替開放切割方法，在連續(xù)實現(xiàn)長距離驅動器。</p><p>　　5、在實驗鉆探期間建立所需路徑</p><p>　　轉向模式通常是由硬

106、盤操作符飛行員指導鉆孔機之前,允許預測位置的井下組裝期間任何時候驅動器，確保所需的成立。這些指導模式是按照創(chuàng)建的溫度對井下組裝的技術數(shù)據(jù)。當開發(fā)轉向模式在彎曲部分，水平定向鉆機運營商傳統(tǒng)上利用序列交替驅動短長度的鉆孔和滑動的喜歡竟連續(xù)滑動鉆井。這是由于擔憂關于準確的位置控制的能力井下長距離組件同時滑動。</p><p>　　收集的數(shù)據(jù)從傳感器在井下組裝被比作監(jiān)控井下指導模式裝配位置；提供方位，傾向，距離位，距離傳

107、感器和工具面角是已知的。頻率、以及所采取的戰(zhàn)略，測量的位置井下組裝可能導致偏離所需的孔-路徑。目前的做法是在設置點(每個靜態(tài)調(diào)查時間引入一個新的鉆桿字符串，或一套筆，之后距離，最多10米調(diào)查點之間通常用于水平定向鉆機行業(yè))。施托克豪森和淺色印花布( 2003 a，b，c )進行連續(xù)測量油田鏜能夠說明假設鉆頭必須削減受訪生兩個點 ( 近似調(diào)查距離30米)是無效的，并可能導致重大偏差內(nèi)孔如果偏差不確定并且允許的結合孔的長度。這是推薦的圖1。

108、插圖的鉆探(旋轉鉆探(左)和滑動在水平定向鉆機(滑動鉆井，右)。改變需要調(diào)查的策略，即增加調(diào)查或走向連續(xù)測量、改善控制鉆頭的定位。本文的作者認為，同時測量距離的水平定向鉆機小于油田行業(yè)(10米的間隔，而不是每隔30米)連續(xù)蘇爾-不同，扎成靜態(tài)調(diào)查每10米(或安裝新鉆桿鉆柱)，將同樣適用水平定向鉆機安裝并提供確定性的增加位置控制的井下組裝。</p><p>　　6、確定油田鉆井中影響轉向控制的因素</p>

109、;<p>　　先前的研究，進行位置控制孔組件往往是指油田應用和關注在使用PDC位，不覺得直接相關水平定向鉆機行業(yè)。然而，許多因素已經(jīng)辨明，可能是水平定向鉆機安裝，包括相關；巖石的抗壓強度；巖石強度的變化；井下的類型裝配使用鉆壓工具的臉角；穩(wěn)定器的大小由遷移遠離線和創(chuàng)建的級別。</p><p>　　瑞士思德利公司針對裝置之間的關系進行調(diào)查使用（在油田行業(yè)）和轉向反應。調(diào)查水平定向鉆機的平均指導驅動器的

110、性能，然后進行聚類分析。創(chuàng)建有限元模型預測的行為“典型的”井下總成 (基于集群的結果分析)和模型被用來進行參數(shù)化研究確定重要參數(shù)對轉向響應(如上面所描述的那樣)。圖德博土開發(fā)的一個程序可用于鉆井性能進行調(diào)查。打破一個驅動器分門別類，比較預測模型性能與實際(由用戶提供的變量)的性能。</p><p>　　根據(jù)之前的研究進行轉向控制在油田鉆井、分析控制操舵的硬盤安裝摘要頒布的報道——廣泛遵循的方法由瑞士思德利公司(2

111、007) 的數(shù)據(jù)集被分解成幾部分,調(diào)查值不值與理論價值。修改后的數(shù)據(jù)集用于參數(shù)研究評估的相對重要性欠條因素對控制水平定向鉆機的位置井下代號。參數(shù)研究包括滑動鉆的長度部分,從鉆井井下代號的距離-布萊,鉆頭類型和所述井下的性能組裝的彎曲角度。使用的方法創(chuàng)建模型參數(shù)的數(shù)據(jù)和結果論文的研究報告在以下部分。</p><p>　　7、分析水平定向鉆機實驗鉆頭轉向功能</p><p>　　在這項研究中使

112、用的數(shù)據(jù)由三種格式；鉆探信息(位置、鉆井條件下鉆井泥漿壓力和流率、井下組裝使用、傳感器的長度等)指導正式描述符的信息整個安裝過程和調(diào)查數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)跨越十年并描述了水平定向鉆機安裝在13個國家的20家公司承擔。據(jù)悉10年來，技術和實踐的變化可能效應分析。然而，數(shù)據(jù)是包括意義的數(shù)據(jù)集需要調(diào)查哪些參數(shù)影響轉向的控制，這是覺得水平定向鉆機引導荷蘭國際集團技術在這一時期則無明顯變化。</p><p>　　8、制備研究中使用的

113、數(shù)據(jù)集</p><p>　　本研究中使用的大多數(shù)位沒有細胞。因此基于PDC的數(shù)據(jù)集，穩(wěn)定從數(shù)據(jù)集用于井下總成被移除這項研究。如果提供的信息數(shù)據(jù)也被刪除是對項目需求的不足。有時候，演習凌記錄狀態(tài)，遇到的戰(zhàn)役條件崇拜或“有問題的”,盡管進一步的信息提供了解為什么這可能是沒有提供。</p><p>　　在這些情況下，鉆井記錄也被拒絕了數(shù)據(jù)集，因為它是不可能量化為什么地上是“有問題的”,也沒有“困

114、難”地面引導影響如何荷蘭國際集團控制，它被認為是不適當?shù)脑诜治鲞@些數(shù)據(jù)。</p><p>　　據(jù)悉地面條件將是困難的感興趣的任何調(diào)查，認為水平定向鉆機的控制操舵；這種情況下可能導致極端偏離-生?！袄щy”的地面是一個術語通常用來描述。這些結構偏差造成的困難估計沒有先驗知識的取向相對鉆對齊。預測偏差的困難被認為是不切實際的,沒有詳細的映射的邏輯結構的正在鉆。多弧離子鍍方法會編譯此類信息地球物理測井設備通過完成；一些作

115、者都不知道，水平定向鉆機正在采取的當然沒有安裝封閉的。</p><p>　　總共大約16安裝不刪除適合本研究(72安裝，130個驅動器最初調(diào)查)。水平定向鉆機項目位置、數(shù)量的驅動器在安裝期間,近似最大驅動長度內(nèi)安裝表1中可以找到。為目的分析安裝數(shù)據(jù)表格式和二進部分描述鉆井或滑動(的變化在安裝期間由司鉆日志)。調(diào)查數(shù)據(jù)(方位和傾角數(shù)據(jù))結合形成了在安裝期間創(chuàng)建，盡管對于本研究分析了數(shù)據(jù)在兩架飛機(水平和垂直，分別稱

116、為轉變和構建，圖2)，簽署公約構建，把這里定義為：構建移動時是積極的對高壓側和負向低端；轉積極轉向右邊，負向左邊。</p><p>　　曲率(°/ m)的速度在兩架飛機(表計算2)每個部分鉆井(鉆井速度和鉆井構建率；分別DTR和DBR)和滑動(滑轉率分別和滑動率；STR和SBR)。測量表2距離是指在每個旅行的距離階段的鉆探和滑動(變化的計算例如從鉆機鉆頭)。達到預期的壞蛋——的能力開車期間被分裂曲線率評

117、估在每個部分(STR和SBR)的預測曲線轉身構建井下組裝的飛機。構建和利率最初使用制造商的利率每個井下曲率引用相關文獻組裝(稱為建立率、鉆)。由此產(chǎn)生的比率描述了“滑動效果”(無量綱)驅動，轉身構建組件稱為：滑動有效——轉洛克(STE)和滑動構建有效性(分別的參數(shù)研究，主要集中在關系二層價值觀和各種參數(shù)進行調(diào)查，DBR和DTR也考慮。等效鉆井參數(shù)滑動效果沒有派生不應該有偏離線和水平鉆井時，雖然這些規(guī)劃設計確實存在(見本文的后續(xù)部分)。&