高风压无阀式潜孔冲击器的气缸结构优化及其性能分析

高风压无阀式潜孔冲击器的气缸结构优化及其性能分析

论文摘要

对高风压无阀式潜孔冲击器的气缸进行局部结构优化。通过对冲击器结构与工作原理的分析,建立起其冲击系统的模拟模型,并利用MATLAB进行模拟计算。研究结果表明:在气缸内部增加了一个过渡带,使得后气室进气长度发生了改变;在后气室进气长度等于临界值时,活塞的实际行程最短,频率最高,而活塞单次运动的冲击末速度、冲击功和耗气量基本不变。在气源压力为2 MPa时,后气室进气长度为10 mm时,冲击器的实际行程最小,频率最大,相较于上一代冲击器,频率提高了约9. 3%,其他性能参数与之基本相近,整体性能大幅度提高。研究结果对于高风压无阀式冲击器设计和优化具有参考价值。

论文目录

  • 1 气缸优化后冲击器的结构特点
  • 2 优化后冲击器的结构和工作原理
  •   2.1 初始阶段
  •   2.2 返程阶段
  •   2.3 冲击运动阶段
  • 3 数学模型
  •   3.1 研究假设
  •   3.2 活塞运动学微分方程
  •     3.2.1 活塞加速度计算
  •     3.2.2 Δt时间结束时活塞的速度sp
  •     3.2.3 Δt时间活塞的行程Δs
  •     3.2.4 膨胀(压缩)后气室体积V
  •   3.3 气室的动力学微分方程
  •     3.3.1 理想气体状态方程
  •     3.3.2 绝热变化过程
  •     3.3.3 气室内气体压力方程式
  •     3.3.4 气室内气体温度方程式
  •     3.3.5 气体流动方程式
  •   3.4 性能参数的计算公式
  •     3.4.1 冲击功
  •     3.4.2 冲击频率
  •     3.4.3 冲击功率
  •     3.4.4 耗气量
  • 4 模拟计算结果与分析
  •   4.1 模拟计算结果及分析
  •   4.2 实验数据对比
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杜成,赵钰,吴何洪,冯定,涂忆柳

    关键词: 高风压,无阀式,气缸优化,性能分析,模拟计算

    来源: 科学技术与工程 2019年26期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 矿业工程

    单位: 长江大学机械工程院湖北省油气钻完井工具程技术研究中心

    基金: 国家自然科学基金(51704034,51504040)资助

    分类号: TD421

    页码: 208-214

    总页数: 7

    文件大小: 1408K

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