海底绳索取芯钻具的设计与研究
绳索取芯钻具是钻机研制的关键部件之一,相较于普通双管钻具,它有着作业效率高、劳动成本低等一系列优势。但到目前为止,我国所研制的海底岩芯钻机都采用的是普通双管取心钻具,随着海底岩芯钻机钻深能力的不断提升,海底绳索取芯钻具研究与开发具有重要意义且十分迫切。
本文根据国内外绳索取芯钻具的标准系列和结构形式以及钻具需要钻进的地层,研究设计了一套海底绳索取芯钻具,并进行了室内试验。全文主要研究工作如下:(1)分析了现有绳索取芯钻具的功能特点、整体结构,根据所研发钻机的勘探目标,明确了钻进方法,确定了绳索取芯钻具整体结构、技术要求与钻杆长度、根数等参数,形成了海底绳索取芯钻具整体设计方案。
(2)根据国内外较成熟的绳索取芯钻具结构和所确定的整体方案,开展了弹卡定位机构、到位报信机构、悬挂机构、调节机构、岩芯卡取机构等机构的结构设计,并确定了相应零部件尺寸。同时对钻头的水路、唇面形状等进行了分析,使所研制钻头更加适用于海底复杂的地质环境。
(3)基于Ansys软件,对钻具钻进过程中常常发生破坏的零部件如悬挂机构、钻杆螺纹接头等进行了静力学分析,研究了不同参数对它们强度的 ...