ГВМС-5型沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：專業(yè)：指導(dǎo)教師：開題報(bào)告1一課題來源采用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)的設(shè)想始于歐洲。18671887年，一些企圖代替鉆桿沖擊鉆的潛孔式液動(dòng)沖擊器相繼出現(xiàn)，1887年在英國曾授予德國沃布什曼以新鉆井方法的專利，其技術(shù)核心就是利用泵供給的液能驅(qū)動(dòng)液動(dòng)沖擊器對(duì)回轉(zhuǎn)著的鉆頭進(jìn)行連續(xù)沖擊，從而實(shí)現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。國外近年來在液動(dòng)錘的研究領(lǐng)域所作的工作相對(duì)較少，主要有美國泛美石油公司開發(fā)的雙作用液動(dòng)錘（最大使用深度為2400m），SDSdigger的FH系列液動(dòng)錘（試驗(yàn)最大深度為4353.15m，尚未有全面野外應(yīng)用報(bào)導(dǎo)），NovotekN系列（室內(nèi)為主，野外應(yīng)用報(bào)導(dǎo)在1700m），德國克勞斯塔爾大學(xué)的復(fù)合式（閥為正作用、沖錘雙作用）液動(dòng)錘（準(zhǔn)備用于德國KTB計(jì)劃，但未被采用）。我國從1958年底開始在原地質(zhì)礦產(chǎn)部勘探技術(shù)研究所對(duì)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究。至1965年設(shè)計(jì)研究了七種不同結(jié)構(gòu)形式的液動(dòng)沖擊器，并在周口店試驗(yàn)站專門建立的試驗(yàn)室中進(jìn)行了性能對(duì)比和巖樣鉆進(jìn)試驗(yàn)。液動(dòng)沖擊器是液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探的關(guān)鍵設(shè)備。隨著中國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)和發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)增長對(duì)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探不斷提出更高的要求，所以，加速液動(dòng)沖擊器的研究勢(shì)在必行。二設(shè)計(jì)課題的目的和任務(wù)液動(dòng)沖擊器其基本作用原理是利用泥漿泵供給的液能，直接驅(qū)動(dòng)液動(dòng)錘內(nèi)的沖錘形成上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并連續(xù)不斷地對(duì)鉆頭施加沖擊載荷，是沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)中的一種。實(shí)施該工藝的技術(shù)裝備上僅在孔底鉆具組合中增加了一個(gè)液動(dòng)錘，其它裝備與回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)基本相同，因此配套簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。液動(dòng)錘鉆進(jìn)技術(shù)多年的發(fā)展已經(jīng)證明，該技術(shù)可有效提高鉆進(jìn)效率，降低鉆壓需要，有利于減少事故和減小孔斜，同時(shí)在取心鉆進(jìn)中還對(duì)減少巖心堵塞，提高回次進(jìn)尺長度有明顯的作用。其與風(fēng)動(dòng)潛孔錘相比優(yōu)點(diǎn)是可以用于深孔。但是由于其驅(qū)動(dòng)介質(zhì)為泥漿，雜質(zhì)和成分比較復(fù)雜，內(nèi)部零件的工作環(huán)境惡劣，故輸出的沖擊能量通常小，鉆開題報(bào)告2具的連續(xù)工作壽命相比較低，穩(wěn)定性和可靠性比風(fēng)動(dòng)潛孔錘差。設(shè)計(jì)題目：5型液動(dòng)錘特性分析與計(jì)算結(jié)構(gòu)形式：閥式反作用。技術(shù)參數(shù)：（1）液動(dòng)錘直徑：108mm；(2)液動(dòng)錘工作壓力（MPa）：0.81.0（3）液動(dòng)錘額定流量：（L/min）：300360；（4）沖擊頻率（HZ）：2225（5）單次沖擊功（Nm）：812（6）液動(dòng)錘長度（mm）：2200。分析設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）分析液動(dòng)錘的功率特性及活塞沖錘的運(yùn)動(dòng)特性；（2）分析計(jì)算液動(dòng)錘的特性參數(shù)；（3）在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)液動(dòng)錘；（4）應(yīng)用現(xiàn)代分析軟件對(duì)設(shè)計(jì)的液動(dòng)錘進(jìn)行仿真分析與驗(yàn)證。三課題概述及方案設(shè)計(jì)31沖擊器的種類按性能劃分：回轉(zhuǎn)沖擊鉆：回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是主要，沖擊作用是次要的沖擊回轉(zhuǎn)鉆：沖擊作用是主要，回轉(zhuǎn)作用是次要的按結(jié)構(gòu)劃分：液動(dòng)沖擊器：正作用式，雙作用式，反作用式，繩索取心式液動(dòng)沖擊器鉆桿傳動(dòng)沖擊器回轉(zhuǎn)器傳動(dòng)沖擊器電動(dòng)沖擊器風(fēng)動(dòng)沖擊器（潛孔錘）32反作用式液動(dòng)沖擊器結(jié)構(gòu)原理反作用式波動(dòng)沖擊器的結(jié)構(gòu)原理是利用高壓液流的壓力增高推動(dòng)活塞沖錘上升，活塞沖錘上升的同時(shí)壓縮工作彈簧儲(chǔ)存能量。當(dāng)分配液流機(jī)構(gòu)(閥門)打開，高開題報(bào)告3壓液流暢通，而工作室中的液流壓力降低時(shí)工作彈簧便釋放儲(chǔ)存的能量，驅(qū)動(dòng)活塞沖頓急速向下運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生沖擊。反作用液動(dòng)沖擊器的工作過程如下：高壓液流進(jìn)入液動(dòng)沖擊器后，作用于活塞沖錘3的下部。當(dāng)高壓液流的作用力超過工作彈簧l的壓縮力和活塞沖錘3的自重后，便迫使活塞沖錘上升(同時(shí)壓縮工作彈簧1使其儲(chǔ)存能量)。與此同時(shí)，鐵砧4中的水路被逐步打開，高壓液流開始流向孔底。此時(shí)，活塞沖錘3在慣性作用下仍繼續(xù)上升。當(dāng)活塞沖錘3上升至上死點(diǎn)時(shí)，活塞沖錘下部的液流已暢通的流向孔底，則工作室中的液流壓力降低，在活塞沖錘3的自重和被壓縮工作彈簧1釋放出所儲(chǔ)存能量的同時(shí)作用下，驅(qū)動(dòng)活塞沖錘急速向下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沖擊。在產(chǎn)生沖擊作用的同時(shí)，由于活塞沖錘3與鐵砧4相接觸而又封閉了液流通向孔底的通路。則高壓液流再次作用于活塞沖錘的下部，開始進(jìn)行第二次的重復(fù)動(dòng)作。周而復(fù)始，便形成了連續(xù)性的沖擊。335型液動(dòng)錘的技術(shù)方案設(shè)計(jì)沖擊器的上接頭1其上與鉆桿相接，其下有活閥活塞4。連桿3是活閥下行行程的限制器。活閥活塞在缸套5中運(yùn)動(dòng)。在缸套與外殼6之間形成環(huán)狀通水道，允許沖洗液通過。同活閥活塞相互作用的是沖擊部分，它由閥座7同錘桿12及沖錘13組成。彈簧系統(tǒng)9使沖擊部分向下運(yùn)行，完成工作沖程。襯套ll是沖擊部分上行程限制座，鐵砧14與巖心管16連接，巖心管下有鉆頭17。閥座7在襯套8的導(dǎo)向中運(yùn)動(dòng)，此襯套將高壓區(qū)同經(jīng)鐵砧內(nèi)通道與管外空間聯(lián)通的低壓區(qū)隔離。經(jīng)閥座7的內(nèi)通孔使閥座之上內(nèi)腔同低壓區(qū)聯(lián)通。當(dāng)鉆頭到達(dá)孔底后，鐵砧上移一定值，頂?shù)较拗谱?。這樣，彈簧9上升，并得到附加預(yù)壓力。當(dāng)沖洗液壓人時(shí)，沖錘和活閥活塞整個(gè)系統(tǒng)在液壓作用下向上運(yùn)動(dòng)，壓縮