減振增壓裝置結構設計及結構參數確定
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根據前面對井下鉆柱振動以及鉆壓波動的討論,我們設計出一種集鉆柱減振與井底增壓于一體的鉆柱減振增壓系統。下面分別就其可行性和主體結構設計進行分析。
3.1 減振增壓裝置增壓原理分析及計算
3.1.1 減振增壓裝置增壓原理分析
在鉆井過程中,鉆柱的受力狀況和工作環境異常惡劣,所以極易引起鉆柱的振動,并且這種振動一般都比較嚴重,這給鉆井帶來很大危害,增加了鉆井成本,所以人們采取各種措施來減小鉆柱的振動。雖然鉆柱的振動是有害的,但合理利用振動產生的能量有利于鉆頭沖擊破碎硬地層巖石,獲得較高的機械鉆速,為此本文提出了一種新的設計思路:即用鉆柱振動產生的能量代替以往用流體自身的能量來推動活塞運動。這樣不僅能減小鉆柱的振動幅度,而且利用鉆柱振動產生的能量來給流體加壓,產生的高壓流體可以起到輔助破巖作用。經過研究,設計的鉆柱減振增壓系統主要結構見圖 3-1。
減振增壓原理:因為鉆柱的振動,由此產生鉆壓的波動。當鉆柱振動產生的作用力超過彈簧的預緊力后,在此作用力下,彈簧被壓縮,鉆柱帶動活塞下行,吸入閥關閉,增壓液腔內的流體被壓縮,最終成為高壓流體,當流體的壓力超過一定...