扭转冲击器旋冲过程应力波传播特性的研究

扭转冲击器旋冲过程应力波传播特性的研究

论文摘要

水平旋冲技术极大地提高了深井高硬度地层的采钻速度和效率,但摆锤旋冲对能量传播的影响趋势尚不明确,尤其是在狭小渐变截面圆柱体内旋冲应力波的传播及反射特性未见研究。为此,建立了狭小圆柱体的特征关系和旋冲冲击波阵面上的突跃条件,讨论了渐变截面圆柱杆中的一维应力波传播和反射规律,确定了微分方程和解析表达式。然后依据构件的几何尺寸及材料属性对纵波传播特性的影响特点,确定冲击波在传播过程中的演化规律。再针对旋冲过程中应力波在渐变截面的应力-应变-衰减规律进行了数值分析。最后基于现有的理论研究搭建冲击应力波实验平台,通过对实验中应力应变等变化参数的测量,验证了文中对渐变截面圆柱杆应力波传播特性的研究结果。

论文目录

  • 0 前言
  • 1 水平旋冲运动分析及应力波传递简化模型建立
  • 2 旋冲过程渐变截面一维冲击应力的理论建立
  •   2.1 水平冲击应力的传递特性
  •   2.2 水平冲击应力波转化成垂直应力波反射的特性
  •   2.3 垂直应力波在阶梯变截面杆中的传递规律
  • 3 理论仿真和实验验证
  •   3.1 应力波传递特性实验环境建立
  •   3.2 应力波传递特性实验过程及结果
  •   3.3 应力波传递特性理论仿真
  •   3.4 应力波传递特性分析
  • 4 结果分析
  •   4.1 能量的传递损失和效率
  •   4.2 变截面对频率的要求
  •   4.3 与TorkBuster扭力冲击器提供的波形对比
  •   4.4 为扭力冲击设计器的结构设计和应力分析提供了理论依据
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘挺,樊军,董平,申传鹏

    关键词: 扭力冲击器,旋冲应力波,渐变体截面,传播特性

    来源: 机床与液压 2019年13期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 新疆大学机械工程学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(11462021)

    分类号: TE92

    页码: 5-10+15

    总页数: 7

    文件大小: 447K

    下载量: 97

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