PDC钻头三维设计软件的研究与设计
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
自PDC钻头上世纪八十年代问世以来,因具有平均机械钻速高、进尺多、寿命长等特点,已逐渐成为石油、天然气工业广泛推广应用的一种高效破岩工具,随着人们对新一代PDC钻头认识的不断深入,它的生产技术也不断提高,使用量逐年增加。
     本文在对PDC钻头设计技术进行调研,对PDC钻头进行结构分析的基础上,通过PDC钻头几何学、动力学研究,提出了PDC钻头三维造型的计算方法和PDC钻头三维系统的设计方法;在对Proe等三维设计软件调研的基础上,运用Pro/ENGINEER的应用程序接口(API)ProTOOLKIT,定制标准的Pro/ENGINEER用户界面,自动执行重复性的程序,通过Pro/ENGINEER集成的内部程序(Dll)或外部应用程序(Exe),提供自定义的应用程序、设计规划和绘图自动化,从而完成了PDC钻头三维系统的设计,利用这个系统,我们可以在计算机屏幕上进行PDC钻头的设计,运用产品建模技术,将我们经过创造性思维构成的PDC钻头模型在计算机上显示出来,然后直接生成产品三维的图形。将来,还可以应用现代仿真模拟技术对钻头的功能、井底运转特性进行动态模拟,通过人机对话对三维图形进行实时的修改处理,实现PDC钻头的边设计、边试验、边修改的新型的设计方法,在整个钻头的设计过程中,就可以全面考虑钻头的可制造性、PDC切削齿的可装配性、经济性和钻头钻进过程中对周围环境的影响等因素,保证了钻头设计与生产的一次成功率。
     本文提出的三维设计系统是整个钻头数字化系统和未来的性能模拟、数控加工及实现柔性加工的必备基础。也为PDC钻头的数字化加工打下基础。在本文的最后一章,还简要介绍了运用本文提供的系统设计钻头的情况,以及进行的现场试验及其结果。
PDC bits has emergence since the eighties of last century. Because it has high rate of penetration and long life, it was wide application as a highly efficient tool in the oil and gas industry. With the understanding of the new PDC bits was deeper. Its production technology is also rising and the usage amount increasing each year.
     This thesis researched PDC bits design, has analyzed PDC bits structural. Then through the PDC bits geometry and dynamics established three-dimensional mode and design method of PDC bits. based on the use of Pro/ENGINEER application programming interface (API) ProTOOLKIT, customize the standard Pro / ENGINEER user interface, automate repetitive procedures, through the Pro / ENGINEER integration of the internal procedures (Dll) or external application (Exe), provides custom applications, design and planning and drawing automation, thus completing the three-dimensional system and PDC drill bit design. Because the use of this system. we can design PDC drill bits by the computer. Our creative thinking can displayed on the computer through the PDC bit model, and then directly generate three-dimensional graphics products. In the future, the system also can application for modern simulation technology on the function of the bit, through human-machine dialogue made three-dimensional graphics in real-time changes to processing, So in the whole design process, PDC bit could edge design, test side.
     The three-dimensional design system proposed by this thesis is the necessary base for bit digital system and future performance modeling, CNC machining and processing of. In the last chapter also briefly describes the PDC bit designed by this system, provided the use of this drill bit, as well as on-site testing and results.
引文
[1]王福修.PDC钻头布齿方式初探[J].石油钻采工艺,1993,15(3),29-33.
    [2]彭烨,王福修.钻头冠部剖面形状设计模式[J] .石油钻探技术,1996,24 (4) :38240.
    [3]王福修;田京燕; PDC钻头稳定性技术研究[J].石油矿场机械,2002 ,31 (2) :7-10.
    [4]孙明光.适合多夹层地层PDC钻头研究[D].四川南充:西南石油学院石油工程学院,1999.
    [5]李树盛. PDC钻头工作原理及现代设计方法研究.[D].南充:西南石油学院,1994.
    [6]宋洵成;邹德永;管志川; PDC钻头等切削体积布齿优化设计[J].石油矿场机械2006,04.
    [7]何林峰;谢翠丽;陈康民;流道形状对PDC钻头头部流场影响的数值模拟[J].上海理工大学学报,2007,01.
    [8]况雨春;杨云山;杨迎新;曾恒;杨高;王存杰; PDC钻头井底流场CFD仿真及二次开发[J].钻采工艺,2007,01.
    [9]王福修,PDC钻头双圆弧冠部轮廓曲线研究[J],河南石油2005,02.
    [10]邹德永;王瑞和;刀翼式PDC钻头的侧向力平衡设计[J],石油大学学报,2005,02.
    [11]王福修,混合切削结构PDC钻头简论[J],石油矿场机械,2005,03.
    [12]王荣,翟应虎,王克雄. PDC钻头等体积布齿设计的数值计算方法[J].石油钻探技术,2006 ,34 (1) :42245.
    [13]张永星.基于Pro / E的PDC钻头模具加工CAD /CAM技术[J].石油矿场机械,2005 ,34 ( 5) :23227.
    [14]韩颖;切削式PDC钻头钻速方程建立及其应用.[D].大庆:大庆石油学院,2007.
    [15]宫再君;陈双喜;潘炳富;Pro/ENGINEER创建实体模型浅析,[J].煤炭技术,2005,04.
    [16]朱儒民;牛涛;徐依吉;祁万军;超高压PDC钻头超高压喷嘴布置实验研究,[J].石油机械,2008,05.
    [17]华剑;周思柱;黄天成;挠性抗回旋PDC钻头的有限元分析,[J].石油矿场机械,2007,01.
    [18]胡立;李子章;邓伟;吴成芬;电镀镍基金刚石钻头的研究[J],中国西部科技, 2009,01.
    [19]孙平贺;乌效鸣;曹函;水平定向钻进扩孔钻头水口应用分析[J],地质科技情报, 2009,01.
    [20]许杰;安文忠;徐荣强;PDC钻头钻复合地层技术在旅大油田的应用[J],石油钻探技术, 2008/01.
    [21]要二仓;邢预恩;杨爱军;软硬互层金刚石复合片钻头在地浸砂岩型铀矿中的研究及应用[J],探矿工程(岩土钻掘工程), 2008,01.
    [22]王爱江;潘信众;采用PDC钻头技术提高鄂北气田的钻井速度[J],内江科技, 2008,01.
    [23]王爱江;潘信众;PDC钻头最新技术的综述[J],内江科技, 2008,02.
    [24]谭力;徐延金;黄志强;李琴;魏振强;气动冲旋钻头破岩过程仿真研究[J],西部探矿工程,2008,02.
    [25]杨庆理;PDC钻头在井底的涡动分析研究[J].石油矿场机械,2007,05.
    [26]李府标;PDC钻头在TK255井中的创记录应用分析[J],西部探矿工程, 2009,01.
    [27]张滢;Pro/E Wildfire数控加工及二次开发技术[M].机械工业出版社,2006.
    [28]钟日铭;Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础入门与范例[M].清华大学出版社2007.
    [29]陈仲昌;谢发勤;吴向清;Pro/E曲面建模与MeshCAST网格划分的实现铸造技术[J],2007,10.
    [30]黄恺等;Pro/E参数化设计高级应用教程,[M].化学工业出版社,2008.
    [31]胡迪;刘志峰;张雷;PRO/E二次开发实现产品拆卸仿真[J],合肥工业大学学报(自然科学版),2009,01.
    [32]王敏珠;金维洙;基于Pro/TOOLKIT的木工槽铣刀参数化设计[J],工具技术,2008,01.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700