射流式液动冲击器优化设计研究.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2014年第42卷第7期．．钻井技术与装备射流式液动冲击器优化设计研究吴鹏耍吕苗荣李庆梅周倩如(1．上海大学机电工程与自动化学院2．常州大学石油工程学院3．华东疗养院药剂科)摘要：传统的射流式液动冲击器活塞缸体大多采用单、双道侧壁密封方式，易出现活塞缸体局部变形、密封失效和钻具刺漏等问题。鉴于此，应用有限元分析模块SolidWorksSimulation对活塞缸体受力情况进行静力学模拟分析。分析结果表明，活塞缸体局部发生了径向变形，且其上端的轴向和径向变形十分明显。因此，在结构上对活塞缸体侧壁密封方式进行

2、优化设计，即采用新型侧壁密封方式代替传统的单、双道密封圈侧壁密封方式。经有限元分析验证，优化设计后的结构可抑制活塞缸体的径向变形，从而防止侧壁密封失效现象。在相同的试验情况下，改进后的射流式液动冲击器比传统的射流冲击器机械钻速提高约52％，单只钻头进尺提高72％，纯钻时间延长14％，钻头磨损较小。因此优化设计后的液动锤工作寿命更长，工作更稳定，钻井效率更高关键词：射流式液动冲击器；活塞缸体；侧壁密封；工作寿命；SolidWorksSimulati0n中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．07．

3、006HydraulicJetHammerDesignOptimizationWuPengIWeiZhongliangZILyuMiaorongLiQingmeiZhouQianm(1．SchoolofMechatronicEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity；2．SchoolofPetroleumEngineering．ChangzhouU-niversity；3．PharmacyDepartmentofHuadongSanatorium)Abstract：Thetraditionalhydraulicje

4、thammerpistoncylindermostlyusesingle．anddual—channelsidewallseal，whichispronetoissueslikepistoncylinderlocaldeformation．sealfailureanddrillingtoolwashout．Toad—dresstheseissues，thefiniteelementanalysismoduleofSolidworksSimulationisappliedforstaticssimulationandanalysisofforcesonpist

5、oncylinder．TheresultsshowedthatthepistoncylinderOccurslocalradia1deformati0n．anditsupperendhasanobviousaxialandradialdeformation．Therefore．thesealstmcture0fthesidewa110fthepistoncylinderisoptimizedbyreplacingthesingle-anddual—channelsealringsidewallsealmethodwithnewsidewellsealmeth

6、od．Thefiniteelementanalysisdemonstratesthatoptimizedstructurecaninhibittheradia1deformati0nofthepistoncylinder，therebypreventingthesidewallsealfailure．Underthesametestconditions．andc0mparedwiththetraditionalhydraulicjethammer，theimprovedhydraulicjethammerhasaROPincrement0f52％，foot—

7、agedrilledperbitincrementof72％andnetdrillingtimeextensionof14％withsma11erdrillbitwear．Thus．theoptimizedhydraulicjethammerhasanextendedworkinglifeandmorestableworkingstatus．resultinginhigherdrillingeficiency．Keywords：hydraulicjethammer；pistoncylinder；sidewallseal；workinglife；SolidWo

8、rksSimu1ati0n射流式液动冲击器技术不断完