机械设计与研究 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (01): 202-205.doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a5097

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井下动力驱动的旋冲钻井工具设计计算与试验

张海平;   

  1. 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院;
  • 出版日期:2020-02-26 发布日期:2020-02-26

  • Online:2020-02-26 Published:2020-02-26

摘要: 设计了一种基于井下动力驱动的旋冲钻井工具,实现两种破岩机理相结合,提高整体破岩效果。采用螺杆或涡轮钻具作为旋转动力源,利用由一对空间凸轮机构组成的冲击发生机构带动上凸轮及其他从动件上行,下行的过程中,从动件冲击下凸轮,下凸轮将冲击能传递给钻头,实现对岩石的体积破碎。利用Solidworks Premium 2012软件计算了空间凸轮机构在不同载荷作用下的应力分布情况,上凸轮和下凸轮在承受最大设计载荷时的安全系数分别为3.69和2.36,均大于需用安全系数,设计安全可靠。工具冲击性能测试得到了冲击力、冲击频率与钻压、排量之前的关系,试验结果表明,其动力特性参数满足现场复合钻进工况要求。进行了现场试验,该工具具有较好的提速效果,同比提速40%以上。

关键词: 旋冲钻井, 旋转动力, 空间凸轮机构, 安全系数

Key words: rotary percussion, rotation power, spatial cam mechanism, safety coefficients