基于井眼轨迹控制工具的主轴造斜性能研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-30页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第14-15页 |
| 1.1.1 课题研究背景 | 第14页 |
| 1.1.2 研究目的 | 第14页 |
| 1.1.3 研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 井眼轨迹控制工具研究进展 | 第15-26页 |
| 1.2.1 井眼轨迹控制工具国外研究进展 | 第15-22页 |
| 1.2.2 井眼轨迹控制工具国内研究进展 | 第22-25页 |
| 1.2.3 工具主轴力学与造斜性能国内外研究进展 | 第25-26页 |
| 1.3 主要研究内容与论文结构 | 第26-29页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第26-28页 |
| 1.3.2 研究方法 | 第28-29页 |
| 1.4 本章小结 | 第29-30页 |
| 第2章 井眼轨迹控制工具主轴静力学模型 | 第30-42页 |
| 2.1 工具的工作原理与结构组成 | 第30-32页 |
| 2.1.1 工作原理 | 第30-31页 |
| 2.1.2 结构组成 | 第31-32页 |
| 2.2 主轴静力学模型 | 第32-38页 |
| 2.2.1 基本假设 | 第32-33页 |
| 2.2.2 静力学平衡方程 | 第33-35页 |
| 2.2.3 约束条件 | 第35-36页 |
| 2.2.4 静力学模型 | 第36-37页 |
| 2.2.5 主轴的临界钻压分析 | 第37-38页 |
| 2.3 静力学求解与特解 | 第38-41页 |
| 2.3.1 主轴导向弯曲力 | 第39页 |
| 2.3.2 主轴强度 | 第39-40页 |
| 2.3.3 主轴偏转角 | 第40页 |
| 2.3.4 主轴临界钻压 | 第40-41页 |
| 2.4 本章小结 | 第41-42页 |
| 第3章 井眼轨迹控制工具主轴运动学模型 | 第42-59页 |
| 3.1 偏心机构结构与工作原理 | 第42-43页 |
| 3.2 主轴变形运动的几何图解分析 | 第43-45页 |
| 3.2.1 外偏心环单独旋转时主轴的变形运动 | 第43页 |
| 3.2.2 内偏心环单独旋转时主轴的变形运动 | 第43-44页 |
| 3.2.3 内外偏心环同时旋转时主轴的变形运动 | 第44-45页 |
| 3.3 偏心机构啮合运动与轨迹模拟 | 第45-51页 |
| 3.3.1 建立三维模型 | 第45-46页 |
| 3.3.2 数值模拟与验证 | 第46-51页 |
| 3.4 主轴运动学模型建立 | 第51-58页 |
| 3.4.1 主轴造斜运动控制与运动学模型 | 第51-55页 |
| 3.4.2 内外环偏转与主轴造斜功能关系分析 | 第55-58页 |
| 3.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第4章 井眼轨迹控制工具主轴动力学模型 | 第59-78页 |
| 4.1 主轴稳态动力学模型 | 第59-65页 |
| 4.1.1 基本假设 | 第59页 |
| 4.1.2 建立分析模型 | 第59-60页 |
| 4.1.3 坐标系分析 | 第60-61页 |
| 4.1.4 动力学方程的建立 | 第61-64页 |
| 4.1.5 边界条件 | 第64页 |
| 4.1.6 动力学模型 | 第64-65页 |
| 4.2 主轴动力学有限元分析模型 | 第65-77页 |
| 4.2.1 有限元法与钻柱动力学 | 第65-67页 |
| 4.2.2 主轴动力学有限元分析 | 第67-75页 |
| 4.2.3 主轴有限元模拟对象 | 第75-76页 |
| 4.2.4 主轴有限元模拟初始条件 | 第76-77页 |
| 4.3 本章小结 | 第77-78页 |
| 第5章 井眼轨迹控制工具主轴造斜性能研究 | 第78-99页 |
| 5.1 外壳刚度和载荷对主轴力学行为的影响分析 | 第78-80页 |
| 5.1.1 外壳刚度对主轴力学行为的影响 | 第78-79页 |
| 5.1.2 外壳载荷对主轴力学行为的影响 | 第79-80页 |
| 5.2 外壳刚度和载荷对主轴造斜性能的影响 | 第80-82页 |
| 5.2.1 外壳刚度对主轴造斜性能的影响 | 第80-81页 |
| 5.2.2 外壳载荷对主轴造斜性能的影响 | 第81-82页 |
| 5.3 井眼轨迹控制工具主轴的优化设计 | 第82-89页 |
| 5.3.1 偏心机构安装位置的影响分析与优化方案 | 第82-86页 |
| 5.3.2 主轴刚度的影响分析与优化方案 | 第86-89页 |
| 5.4 转速和偏心距对主轴动力学特性的影响 | 第89-92页 |
| 5.4.1 转速对主轴动力学特性的影响规律 | 第89-90页 |
| 5.4.2 偏心距对主轴动力学特性的影响 | 第90-92页 |
| 5.5 转速和偏心距对主轴造斜性能的影响 | 第92-96页 |
| 5.5.1 转速对主轴造斜性能的影响规律 | 第92页 |
| 5.5.2 偏心距对主轴造斜性能的影响规律 | 第92-96页 |
| 5.6 钻压对主轴造斜性能的影响 | 第96-97页 |
| 5.7 本章小结 | 第97-99页 |
| 第6章 井眼轨迹控制工具主轴造斜性能实验验证 | 第99-115页 |
| 6.1 井下工具动态模拟测试台架 | 第99-102页 |
| 6.1.1 台架组成 | 第99-101页 |
| 6.1.2 台架性能参数 | 第101-102页 |
| 6.2 主轴造斜功能实验 | 第102-108页 |
| 6.2.1 实验方案 | 第102-103页 |
| 6.2.2 数据采集 | 第103-105页 |
| 6.2.3 实验结果分析 | 第105-108页 |
| 6.3 主轴造斜性能实验 | 第108-114页 |
| 6.3.1 实验方案 | 第108-109页 |
| 6.3.2 数据采集 | 第109-111页 |
| 6.3.3 实验结果分析 | 第111-114页 |
| 6.4 本章小结 | 第114-115页 |
| 第7章 井眼轨迹控制工具主轴造斜可靠性分析 | 第115-127页 |
| 7.1 工具主轴与内偏心环接触分析 | 第115-116页 |
| 7.2 主轴与内偏心环接触应力有限元分析 | 第116-119页 |
| 7.2.1 有限元模型建立 | 第116-117页 |
| 7.2.2 有限元模拟计算结果 | 第117-119页 |
| 7.3 主轴与内偏心环接触应力分析 | 第119-122页 |
| 7.3.1 内外环合成偏心距对接触应力的影响 | 第119页 |
| 7.3.2 内偏心环宽度对接触应力的影响 | 第119-120页 |
| 7.3.3 内偏心环圆角大小对接触应力的影响 | 第120-121页 |
| 7.3.4 主轴外径对接触应力的影响规律 | 第121-122页 |
| 7.4 井眼轨迹控制工具主轴疲劳寿命分析 | 第122-126页 |
| 7.4.1 线性疲劳累积损伤理论 | 第122-123页 |
| 7.4.2 主轴疲劳寿命室内实验 | 第123-125页 |
| 7.4.3 主轴疲劳寿命计算分析 | 第125-126页 |
| 7.5 本章小结 | 第126-127页 |
| 第8章 结论与建议 | 第127-130页 |
| 8.1 结论 | 第127-129页 |
| 8.2 创新点 | 第129页 |
| 8.3 建议 | 第129-130页 |
| 致谢 | 第130-131页 |
| 参考文献 | 第131-140页 |
| 附录 1 | 第140-176页 |
| 附录 2 | 第176-181页 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 | 第181-182页 |
| 个人简介 | 第182-184页 |
