在液压抓斗进行地下连续墙施工过程中,斗体需要保持一定的垂直度以保证侧壁成槽精度。抓斗掘削部与土体相互作用时,作用于斗体上的载荷具有瞬态多向性且不均匀,由此导致钢丝绳下放的斗体发生偏斜,成槽壁面垂直度受到破坏。本文建立了液压抓斗多体动力学模型和粘壤土地层模型,通过多体动力学和离散元相结合的方法分析了液压抓斗在粘壤土地层施工过程中斗体倾斜情况,设计了电液比例调速回路以控制液压抓斗主液压缸运动,通过联合仿真重点讨论了主液压缸控制信号对斗体偏斜过程的影响,为进一步研究液压抓斗纠偏系统及控制策略提供依据。

介绍了液压上击器震击器的结构和解卡原理,论述了震击器震击力假设模型和弹性波理论的应用,通过实例对震击器震击力进行了计算和分析。

平台钻具输运装置是钻井装备的重要组成部分,用于在地面与钻台面之间来回输运钻具。国内大多数井场是通过钢丝绳与绞车相互配合,并通过人力辅助完成钻具输运工作。液压猫道是种自动化的平台钻具输运装置,是钻井自动化机具的重要组成部分,用于代替钢丝绳、绞车工具与人力,适用于多种型号规格的钻具,可以降低工人劳动强度,提高钻井作业的安全性。而这类钻井机具般能耗较大、能量利用率较低,这使得工程成本高昂.

HIR-90型铁钻工是一种可自动拧卸钻杆的钻井辅助作业设备。为实现HIR-90型铁钻工的高精度自动定位,笔者分别用RecurDyn和AMESim软件建立该型号铁钻工的多体动力学模型和液压系统模型并设计控制信号,驱动铁钻工进行自动定位,分析了HIR-90型铁钻工伸展定位机构、升降定位机构和回转定位机构在铁钻工自动定位过程中的动态特性。通过合理设计控制参数,实现了HIR-90型铁钻工高平稳性、高精准度的自动定位。

介绍了一种无阀式气动双作用潜孔锤,该潜孔锤不仅能够正向冲击钻进,还能在提钻过程中可实现反向冲击,能有效处理松散地层钻进过程中所遇到的卡钻和埋钻事故。此外,详细介绍了它的工作原理,利用AMESim软件建立了气动潜孔锤的仿真模型,根据具体功能要求与实际工况设置参数,对潜孔锤模型进行仿真分析。得到正常钻进过程与提钻反向冲击过程活塞位移、速度、加速度随时间的变化规律,以及潜孔锤钻进过程中活塞的冲击功、冲击频率随风压、活塞质量的相互影响的关系,为潜孔锤优化设计提供了理论依据。

铁钻工在伸展运动过程中,钳体运动的快速性、稳定性和定位精度取决于伸展机构的原理与结构。与伸展动作相关的驱动部件的输出力大小与该机构的动力学过程密切相关。分析了2种不同的伸展机构,并对各种伸展机构的动力学特性进行了计算。采用AMESim软件建立了伸展机构仿真模型,通过分析钳体的位移、速度和加速度曲线以及伸展油缸和升降油缸的受力曲线,将各伸展机构的动力学仿真过程进行对比,结果表明：所研究的伸展机构均可在规定的时间内完成伸展运动,但各有其优势和不足;伸展油缸倾斜安装能使伸展机构更快地跟踪阶跃输入信号;当输入斜坡信号时,伸展油缸竖直安装比伸展油缸倾斜安装可使伸展机构获得更好的工作特性。

根据大陆科学钻探钻机自动猫道的设计要求设计了猫道的钻杆运移系统。系统具有机构新颖、动作稳定可靠、控制方便等优点能够代替人工完成在钻井过程中运移钻杆的动作实现钻具的自动运移。简要介绍了钻杆运移系统的结构组成、工作原理及系统的动作流程并利用Inventor软件为设计平台建立钻杆运移系统模型并在此基础上运用ADAMS仿真软件建立仿真模型。对系统进行运动学仿真模拟得到钻杆运移系统与钻杆之间接触力的变化以及钻杆运移系统关键部位的应力变化。通过仿真分析验证了系统的稳定性为系统实际动作的优化及控制提供了理论依据。

卡瓦是钻井中用来把钻杆或套管夹紧在转盘上的井口工具.介绍了一种与超级单根全液压钻机配套使用的气动卡瓦该卡瓦通过单气缸驱动采用反平行四边形机构来实现各卡瓦体同步张开与闭合完成卡瓦的正常工作.结构简单、轻便卡瓦体可以更换以适应各种规格的钻杆或套管易于拆卸、维修.