国家自然科学基金(11372071)
- 作品数：10 被引量：31H指数：4
- 相关作者：任福深王宝金雷娜边城李洋更多>>
- 相关机构：东北石油大学中交天和机械设备制造有限公司中国石油更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：机械工程石油与天然气工程理学更多>>
- 水平管内轴向受压柔性旋转梁动力学行为研究
- 水平管内柔性旋转梁是化工过程机械、石油钻采机械中的重要结构,其在充满流体的管壁内旋转,承受拉、压、弯、扭等复杂载荷,柔性旋转梁与管道内壁产生多向碰撞接触,同时在中空旋转细长梁内部以及外部环空有流体作用,构成一个复杂的非线...
- 王宝金
- 关键词：动力学柔性梁
- 钻井液作用下水平井钻柱横向振动建模与分析被引量：8
- 2018年
- 根据哈密顿原理,并考虑到钻井液和钻柱的耦合作用,建立了水平钻柱横向振动的数学模型,分析了内外钻井液流速、钻井液密度、钻井液粘度系数、重力、摩阻、钻压等对钻柱横向振动特性的影响规律,并基于自主研制的水平井钻柱动力学试验装置,开展了不同钻压、钻井液流速条件下的钻柱横向振动特性模拟试验研究。研究结果表明:钻压的增加、钻井液的存在及其流速的提升都会导致钻柱的横向振动频率减小以及振动幅值上升。
- 王宝金任福深朱安贺
- 关键词：钻井液钻压哈密顿原理
- 基于相似理论的水平受压钻柱试验装置研制被引量：3
- 2016年
- 为了对水平井受压钻柱的动力学特性进行研究,基于相似理论推导杆柱的运动学微分方程,得出试验模型与现场原型之间参数的对应关系,研制了水平受压钻柱试验装置。该装置能够模拟水平井钻柱的钻压、转速、扭矩、激振频率、钻井液流动、钻柱与井筒之间的摩擦等工况,能够实现对水平井钻柱运动状态的实时监控,并据此得出钻柱的振动机理。通过轴承-转子系统动力学理论得到杆柱的运动学微分方程,并由相似理论推导出了水平受压钻柱运动状态试验研究所遵循的相似准则。研究内容能够为水平井技术的参数优化和水平井钻井装备的研制提供理论指导。
- 任福深刘建华李洋王宝金
- 关键词：钻柱水平井
- 2F2R宏微机械臂动力学建模与弹性振动尺度效应分析被引量：2
- 2017年
- 柔性宏刚性微机械臂是一类典型的刚柔混合机械臂系统。采用有限元法,以2F2R宏微机械臂为研究对象,通过分析,详细推导和建立具有普遍意义的动力学模型。基于给定关节空间运动轨迹,对2F2R宏微机械臂的结构参量、截面参量、材质、集中质量分布等与系统弹性振动尺度效应之间关系与变化规律进行分析。在此基础上,针对操作空间运动轨迹,采用宏微空间分解方法,进一步分析上述设计参量与系统弹性振动尺度效应之间关系。通过上述两方面研究工作,获得许多有参考价值的研究成果,这对于该类宏微机械臂的设计与控制都将具有重要意义。
- 高胜李美杰杨明岩张飘石任福深
- 关键词：动力学模型
- 含横向导支端Euler-Bernoulli梁弯曲振动的固有特性分析被引量：1
- 2014年
- 分析了起重机抗倾覆稳定性动态设计过程中,将起重机结构抽象成具有横向导支端的Euler-Bernoulli梁结构的必要性,计算并研究了此类梁在简单边界条件——两端导支(S-S)、导支-自由(S-F)、导支-简支(S-SS)和导支-固支(SC)下的弯曲振动固有频率和振型函数。用数值算法计算发现:一端导支另一端自由或导支横梁存在横向刚体模态;一端导支一端自由或导支及一端导支一端简支或固定的两种横梁的振动特性十分相似;导支端将引起振型函数凹凸性的变化。最后,对近工况复杂导支-弹性支撑与约束下的横梁模态参数进行了求解。
- 王秀刘初升彭利平杨志勇李珺
- 关键词：EULER-BERNOULLI梁模态参数
- 基于键合图理论的轨道钳系统建模与仿真被引量：1
- 2014年
- 针对斜直井齿轮齿条钻机特殊的管柱上/卸扣作业要求,提出了一种轨道钳作业装置和该装置的液压控制单元。基于键合图理论建立了轨道钳主、背钳夹紧系统和主钳转矩系统的键合图模型,并推导出了每个键合图模型的系统状态方程。基于20-Sim软件建立了轨道钳系统的键合图仿真模型,完成了对轨道钳系统的动态仿真,分析了系统动态特性产生的原因,验证了所建立的轨道钳系统的合理性。研究结果可为轨道钳系统装置的研制提供技术支持和理论指导。
- 任福深王威陈素丽
- 关键词：液压系统20-SIM仿真功率键合图
- 压力波动对水力锚安全性能的影响
- 2017年
- 开发低渗难采油气藏的最好办法就是多层压裂技术,多层压裂具有针对性强、作业时间短、压裂效果好等特点,但在压裂过程中经常会出现压力波动,致使管柱上下蠕动从而导致关键工具水力锚和封隔器失效,严重影响施工安全,因此压力波动对水力锚安全性能影响的研究至关重要。针对水力锚锚定、封隔器全部失效这一危险情况,考虑了接触非线性以及压裂管柱的瞬态动力学特性,运用ANSYS软件,建立了上部压裂管柱和下部工具串的力学模型,对不同压力波动幅值下的压裂管柱进行瞬态动力学分析,分析结果表明水力锚最大轴向摩擦力值随波动幅值的增加而增大,同时计算出使水力锚滑脱失效的临界压力波动幅值。该研究结果不仅可以为水力锚的优化设计提供有效的理论依据,也为压裂施工提供合理参数。
- 董小娜罗敏贾丽徐亭亭迟云萍
- 关键词：多层压裂压裂管柱水力锚
- 齿轮齿条钻机起升系统啮合特性分析被引量：8
- 2015年
- 齿轮齿条钻机起升系统采用超静定结构设计,在下钻和起升过程中,由于载荷的不对称性影响齿轮齿条啮合运动的同步性,因此对不对称荷作用下的齿轮齿条啮合特性分析研究非常重要。以齿轮为研究对象,通过ABAQUS进行齿轮齿条啮合有限元分析的基础上,利用ADAMS和Solid Works联合仿真的方法,对不同类型载荷作用下的齿轮齿条啮合同步性进行了系统地研究,并进一步对各齿轮进行了强度校核。通过计算分析得出,不对称载荷偏向一边的齿轮受力明显大于另一侧,但仍在许可范围内,不过考虑到疲劳因素的影响,仍需增加齿轮强度。
- 雷娜常玉连边城任福深
- 关键词：齿轮齿条啮合特性有限元ADAMS
- 齿轮齿条钻机起升系统动态响应分析被引量：4
- 2015年
- 齿轮齿条钻机起升系统的动力学特性是影响其工作性能的重要因素。在动力学分析的基础上,建立了单对齿轮齿条啮合的动力学模型以及多对齿轮齿条啮合下起升系统的动力学模型,揭示了齿轮时变啮合刚度对系统动态响应的影响规律,并利用Solidwork与ADAMS联合建模方法,进一步分析了起升系统在不同工况下齿轮齿条之间的接触力以及齿轮转速随时间的变化规律。分析结果表明,齿轮齿条钻机起升系统齿轮的输出转速因内部激励的影响随时间发生变化,并且与啮合力之间存在冲击峰值的同步性;在工况相同条件下,与起钻过程相比,起升系统下钻过程的振幅变化较大,齿轮转速曲线振幅与齿轮齿条啮合接触力曲线振幅同时增加。研究结果可为齿轮齿条钻机起升系统的优化设计提供参考。
- 雷娜常玉连任福深
- 关键词：起升系统ADAMS啮合刚度
- 水平井钻柱涡动特性数值分析与试验被引量：4
- 2018年
- 根据转子动力学和流体力学理论,建立了水平井钻柱涡动的动力学方程,分析了钻柱自重、井壁摩阻、钻井液流速等因素对水平井钻柱涡动的影响规律,阐释了诱发水平钻柱涡动产生的机理及边界条件。基于自主研制的水平井钻柱动力学试验装置,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,分析了钻压、转速、流体速度等参数对钻柱涡动轨迹和涡动速度的影响规律。研究结果表明:在钻柱的远钻头段不会发生涡动,但是转速达到阈值后,近钻头段便会出现涡动现象,并且随着钻压和转速的增加,其涡动轨迹幅值也在增大;而近钻头段的涡动方向并不是始终如一的,存在正反两个方向的涡动,并且随着转速的增大,还会出现"半频涡动"现象;另外,钻井液的存在及其流动速度的增大都不会改变钻柱现有的运动状态,仅小幅增加其运动范围。研究成果对水平井钻井工艺参数的选定有一定的借鉴作用。
- 王宝金任福深朱安贺赵蕾
- 关键词：水平井动力学涡动钻柱
