煤層液壓鉆自動糾偏裝置的研究.pdf

1、煤層液壓鉆自動糾偏裝置作為現(xiàn)代化的機械裝置，基于糾偏原理，結(jié)合了石油、天然氣行業(yè)中垂直井糾偏裝置的特點，利用液壓裝置提供糾偏力，并且在圓周上四個方向分別布置一個微型液壓缸，保證糾偏后鉆桿柱的對中性，并且采用藍牙傳輸數(shù)據(jù)的方式進行糾偏控制，能夠快速、高效地實現(xiàn)糾偏作業(yè)，這極大地方便了煤炭井下工作人員的操作。
　　本文針對不同直徑井眼，制定了不同的糾偏方案。對于小井眼直徑可采用扶正器組合的方法控制井眼軌跡;對于較大井眼可設(shè)置糾偏裝置對

2、其進行軌跡糾偏。對于糾偏裝置，根據(jù)材料力學(xué)中的撓度計算方法建立方程，通過計算該方程的解來確定糾偏裝置的合理安置點，并算出糾偏力的大小。然后根據(jù)糾偏力的大小進行糾偏裝置中液壓裝置的設(shè)計。但整個糾偏裝置能否很好適應(yīng)井下工作還需進行仿真分析。
　　本文利用ANSYS進行裝置的仿真研究，建立模型后利用Fluent和Static Structural進行耦合。首先針對不同的流體材料進行仿真分析，在結(jié)果中，查看其三維狀態(tài)下的壓力、速度、流線的

3、分布情況和二維狀態(tài)下其壓力、速度、流線的分布情況。對于上返泥漿液的仿真則做了多組對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不論下入的鉆井液還是上返的泥漿液，其都在糾偏裝置所在位置發(fā)生速度變化，速度數(shù)值上有顯著提高。
　　本文根據(jù)流體仿真的結(jié)果，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到靜力場中進行耦合分析，將流體仿真中產(chǎn)生的壓力數(shù)據(jù)加載至鉆桿柱和糾偏裝置上，觀察其結(jié)果，鉆桿內(nèi)部的鉆井液壓力對鉆桿柱和糾偏裝置的影響并不大，屬于其材料可承受范圍之內(nèi)，相同的，泥漿液對糾偏裝置也是有作用力的，但