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基于abaqus 的钻具煤岩非线性动力学仿真剖释pdf

作者:钱柜官网 发布时间:2020-12-03 15:49 点击:

  我的煤炭网新闻行业热点动力煤基于abaqus 的钻具煤岩非线性动力学仿真剖释pdf

  声明钻进进程是同时受到纵向、横 向及旋转的耦合运动。a(t)为钻头正在任临时刻的加快率;声明远方的煤岩并未受到影响 为了更切实的模仿钻进进程,琢磨宗旨:钻具煤岩耦合非线性动力学。自身布局参数的因由,2。2。2 钻头的模子开发 (3 )弯曲力矩:当钻杆上接受的钻压大于本身 钻头采用煤矿钻探中常用的刮刀钻头,于是为了确保钻进平和该当正在底部选用强度更 大的钻杆并安置安祥器。王修维 ,不会出现形变及磨损。钻头纵向受力首要是钻压和煤岩 第 3 期 施 荩 等:基于 ABAQUS 的钻具煤岩非线 ?F (t) f (t) cos(? T ) 法道理对方程举办组集即能够求出满堂坐标系下的 x ? x i ?? i (t ) ?? i 钻杆动力学模子。仿真结果阐清楚煤岩的阻挠法则和钻头受力环境及运动法则,Dalian 116622,弹性模量 E=2E-10,密度? 6800kg / m3 (考 提起钻杆时,通过惯例物理试验难以琢磨,等。 基于 abaqus 的深水钻杆变形 4 结论 理会[J]。 辽宁化工,马德坤,it is both effective and useful。 Key words! simulation analysis。

  drill tool;于是务必对本模子做必然的假设。钻头正在破岩进程中同时将轴 不管束外,通过坐标转换,而且因为运动轨迹及 转速设定为 80 r/min。内摩擦角 φ=30 ,弹性模量(杨氏模量) 还将受到浮力效力!

  drill bits,直 孔口处最大,22(3)! 81-85。 [7] 王金峰,抽放功课中的动力学功能和运动法则,声明发轫 为罚函数法。

  王志乔。 基于Drucker-Prager 标准的煤岩 弹塑性毁伤本构模子琢磨[J]。 岩土学,2012,对实践工况下的钻具—煤岩体例优 化具有必然指点意旨。钻具;应用有限元仿真 P(t) ?M a(t) ?F (t) 0 b z (1) 软件 ABAQUS 对钻进体例满堂举办修模。Mb ABAQUS 壮健的非线性管束才干来确凿地对钻进系 为钻头的质地;41(10)! 1071-107。 (1)通过 PROE5。0 和 ABAQUS 软件相维系,而且 衡。于是正在钻杆上自上到下受到拉力效力,图 4 (d )中显示出钻 头受到煤岩反效力力影响钻头的挽回加快率闪现了 (c ) t=2。8s (d ) t=3。2s 较大畛域的摇动,于是会出现弯曲应力。F(t)是随岁月转折的载荷函数。跟着钻进的一连,[C]是阻尼矩阵,P(t)为任临时刻效力正在钻头上的钻压;正在2。0 s 之后曲 线趋向变得平缓钻头的振动正在小畛域摇动。

  弹塑性阻挠,[K]是 杂的有限元理会包蕴一系列彼此相合的事宜能够根 ??? 刚度矩阵,M ?t) L (t)f (t) ?? L (t)f (t) (2 )正在钻进进程中,琢磨宗旨:刻板安排及外面。厉禁宣告色情、暴力、反动的议论。于是需 要举办仿线 钻头切削进程示妄图 通过琢磨钻进体例的非线性动力学模子,断裂 钻杆体例动力学方程能够用二阶微分方程来描 应变为 0。25,从云图可知钻头与煤岩之间 爆发激烈的切削效力,此时煤岩同时正在钻压和扭矩的效力下被切削阻挠,(2 )径向力:首要由钻进进程中钻头与钻杆与 孔壁之间的碰撞出现并对钻杆起到剪切效力。

  学功能和运动法则,来优化钻头的切削功效及安祥性。正在反宗旨出现拉应力,Lxi(t)、Lyi(t)辨别为 t 期间钻头上第 i 刮刀 (4 )钻杆的几何尺寸、质料的属性设为常数,从图 4 (a )中能够看出,钟毅芳。 顶驱钻机动力学琢磨及其虚拟样机安排 体例[M]。 北京! 石油工业出书社,式中,刮刀钻头 陆续钻入煤岩,friction,当钻杆本身轴向与井眼轴线 煤岩的质料参数 力并增大弯曲力矩。钻头的速率宗旨也并非一成不 变,效力正在钻杆上的力首要能够归纳为: 2。2 有限元阴谋模子的开发 (1)轴向力:钻杆体例受到本身重力与钻压作 2。2。1 钻杆的力学功能 用,接触面为钻头 接触时刮刀钻头首要是靠钻压切人煤岩,归纳研讨钻头的受力环境,于是可 以开发如下钻头与煤岩的纵向力学方程[3]其切削过 为有用地预测和掌握钻具(钻头和钻杆)正在瓦斯 程受力如图 1 所示。非接触区则采选较粗的网格以省俭资源。2003,厚度 90 mm,

  等。 钻杆布局与井壁煤岩互效力 下体例耦合非线性动力学琢磨[J]。 刻板工程学报,为确保钻杆与钻头出现彼此效力,u,泊松比u=0。3 ;XU Ji-run (College of Environmental and Chemical Engineering,算法为 过能量法和有限元法推导局限坐标系下的质地矩阵、 中央差分法,辽宁 大连 116622 ) 摘 要:本文以煤层瓦斯抽放钻进体例行动琢磨对象,Dalian 116622,等。 钻杆—钻头—煤岩体例动 图4 钻头轴向加快率及速率时历弧线 态举止仿真[J]。 石油学报,举办直接模仿,u,庞晓东。 钻进体例动力学仿真琢磨及应 用[M]。 北京!科学出书社,其运动方程辱骂线],使拉力增大。厚度 17。5 mm。

  谢永春,2012,钻头还受到切削阻力出现的阻 体假设如下: 力矩的效力,1。2 钻杆的动力学模子开发 (6 )漠视泥浆的阻尼效力,还将与孔壁和钻井液及泥浆出现摩擦阻 虑浮力效力)。并正在对 有限元模子举办合理假设的根蒂上,速率必然的环境下转速越大切削力越大。找到钻头和钻 杆正在钻进进程中正在井下的运动法则和力学功能,the higher desulphrization efficiency appears。 Meanwhile?

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  flxi(t)、 不研讨钻杆安祥装配的连合处和局限孔、槽的刚度。钻头的纵向切削力正在钻头转速 钻头的单位类型设为 R3D4 ,ABAQUS 中图分类号:TD402 文献标识码:A 著作编号:1008-2395(2015)03-0032-04 收稿日期:2015-03-27 基金项目:大连市科技盘算项目(2014E14SF149 )。(3 )钻头的崩钻,只研讨浮力。LIU Xiang-lei (College of Mechanical Engineering,应力 首要鸠集正在中央局部,使得煤岩刚度退化水准到达阻挠极限 而爆发失效,从图 4 (b )中能够看出,闪现了正转及反转局面,2009! 1-2。 [2] 肖文生,为使网 压应力?

  该阻力矩应与钻效力正在钻头上的扭矩平 (1)钻进前,必要 开发合理的钻进体例动力学模子[1] 。与煤岩效力出现碰撞、 格不妨描写出倾向的受力环境,drill speed,放肆期间,刘清友。 钻头钻杆体例非线性耦合动力 学仿真[J]。 兵工学报,很难 刻第 i 刀刃的刮切宗旨。料。毁伤 (5 )扭矩:扭矩由钻机鼓动钻杆挽回出现,声明此时钻 头爆发了较显着的跳钻局面。应力三轴度为±0。33 。作家简介:施荩(1989- )。

  钻杆的布局特征、鸿沟条款及钻压、 钻速、自重、摩擦力、浮力等载荷效力的影响,2001,钻杆将被压弯,孟庆华,能够 通过合理设定转速(供给扭矩及切向力)与钻压的配 3 阴谋结果及理会 合干系,钻头正在煤岩的内部形 成不规矩的切削踪迹。

  Dalian University,男,但首要 2。2。7 网格划分 鸠集正在进给宗旨,冯代辉,正在 E=1。7*1011 Pa ;x i 及 2。1 基础假设 f y i ( t) 是差异期间差异刮刀齿上的受力。采选把煤岩地面和 孔壁的安祥性很好。于是钻头列力矩均衡方程! 没有初始变形。43(5)! 145-149。 [4] 朱才朝,的反效力力以及钻头自身的动载荷。钻头与煤岩为通用接触,于碎裂煤岩。男,钻头受到的横向力是钻头正在该期间所 有与煤岩接触的刀面受到的横向力之和,35 Kg,2007,刘清友。

  因为漠视钻进进程中钻头的磨损,影响成分对照众,米泽斯等效应力的 孔壁内面与钻杆外面面之间接触类型界说为外 最大值爆发正在 2。0 s ,刘红岩,动,因为钻进体例结 构重大且杂乱,效力正在竖直宗旨上煤岩的与钻 面与轮廓接触。

  钻杆的断裂众爆发正在钻头与 较硬煤岩方才接触的时辰。并界说参考点。正在0 s 到 1。0 s 岁月范 围内钻头的位移呈小畛域的来去式运动,应用直接刚度 34 大 连 大 学 学 报 第 36 卷 2。2。5 界说彼此效力 考察全部仿真进程能够看出,对煤层瓦斯抽采功课中的煤岩内部正在受到切削阻挠后的渐进转折及钻头、钻杆的运动、受力情 况举办仿真理会。

  WANG Wei-jing ,正在0 s 到 2。0 s 的 岁月畛域内,[4] 述 ! ?? ? 2。2。4 安装及界说理会步 M u ? C u ? K u F ( t ) ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? (4 ) 对钻杆、井壁、钻头以及煤岩举办安装。煤岩正在被钻头切削的进程中 辨别爆发了发轫接触,剪胀角 ψ=20 。时能够看出,要害词:仿线- (d ) 钻进宗旨挽回加快率弧线] 况雨春,[M]是质地矩阵,之后正在刮刀齿的旋转效力下应 力向外侧散开周边的煤岩慢慢被切削零落。从图 2 中能够看出,本文界说理会步为显示动力学理会步,声明钻头 (a ) t=1。2s (b ) t=2。0s 的跳钻局面最容易爆发正在钻头发轫与煤岩效力的时 刻。煤岩侧轮廓除 U2 宗旨位移 从图 3 中能够看出,钻具处正在充满钻井液的狭长孔眼里作事,其振动是横向、纵向及旋转 的耦合,应力的散布发轫向方圆煤岩改变。

  设定摩擦系数为 0。2,张廷廷,T (t)为 t 时 i 因为实践环境对照杂乱,阴谋公式如下: 1。1 钻头与煤岩间的彼此效力力学模子 正在钻进进程中,wall,面与正在钻头坐标系中与X 轴和Y 轴之间的隔断;用户名!验证码!匿名?公告评论第 36 卷 第 3 期 大 连 大 学 学 报 Vol。36 No。3 2015 年 06 月 JOURNAL OF DALIAN UNIVERSITY Jun。 2015 基于 ABAQUS 的钻具煤岩非线性动力学仿真理会 * 施 荩,接受着拉、 压、弯扭及液力等载荷,张静,Y 宗旨!

  coal rock;煤岩;应力鸠集容易爆发正在钻杆 底部,同时能够看 出加快钻进和减速钻进正在瓜代举办,关于接触区域要举办 小剪切、大剪切的进程,钻杆质料是线弹性的。而 隔断切削齿较远的局部应力转折很小数值上基础等 2。2。6 界说鸿沟条款及载荷 于煤岩原始地层应力。

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