裸眼井檢測儀器拖動器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、水平裸眼井中的鉆屑、沉砂以及特定的井眼幾何形狀使油井檢測儀器無法下入預(yù)定的測量深度，而拖動器運(yùn)送法則是一種將檢測儀器送達(dá)目的深度經(jīng)濟(jì)而有效的手段。本文結(jié)合大慶石油管理局測井公司第二分公司科研項(xiàng)目，對具有斷電解鎖功能、可在裸眼井內(nèi)雙向運(yùn)行的拖動器進(jìn)行分析與研究，設(shè)計(jì)了裸眼井拖動器虛擬樣機(jī)。
　　裸眼井拖動器采用了伸縮式運(yùn)動方案，通過兩個(gè)伸縮式的驅(qū)動單元接力實(shí)現(xiàn)了拖動器的連續(xù)行走。驅(qū)動單元液壓出力裝置的支撐臂組件采用具有2個(gè)自由度的7

2、桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的接地臂可與起伏變化的裸眼井壁緊密接觸，提供足夠大的封閉正壓力。通過推靠缸采用柱塞缸及特殊的中心進(jìn)油方案，避免采用可靠性低的軟管進(jìn)油，并節(jié)省一根油管，為拖動器縮小直徑提供了保障。
　　以能適應(yīng)大范圍的井徑尺寸變化、近似恒定增力比的推靠機(jī)構(gòu)為研究對象，設(shè)計(jì)出具有4個(gè)自由度凸輪式推靠機(jī)構(gòu)。利用反轉(zhuǎn)法推導(dǎo)出使增力比為定值的凸輪實(shí)際廓線，討論實(shí)際廓線為直線和圓弧的凸輪增力特性，確定由增力比設(shè)計(jì)實(shí)際廓線為直線和圓弧的凸輪參數(shù)計(jì)

3、算方法。分析推靠機(jī)構(gòu)在裸眼井內(nèi)受力情況及考慮運(yùn)動副摩擦情況下凸輪機(jī)構(gòu)的受力狀態(tài)，提出通過補(bǔ)償增力比設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的方法，并最終確定推靠機(jī)構(gòu)中采用實(shí)際廓線為圓弧的凸輪。
　　圍繞斷電解鎖功能設(shè)計(jì)拖動器液壓系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)與液動力兩方面論證螺紋插裝式三位四通換向閥改造成拖動器液壓系統(tǒng)專用換向閥的可行性。設(shè)計(jì)活塞式壓力補(bǔ)償油箱，給出油箱可補(bǔ)償容積的計(jì)算公式。對拖動器的斷電解鎖進(jìn)行分析與研究，建立數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)值方法求解模型，設(shè)計(jì)解鎖彈簧的預(yù)

4、緊力與剛度。
　　以裸眼井壁為研究對象，分析IBL文件的格式和構(gòu)成規(guī)律，提出應(yīng)用數(shù)學(xué)軟Mathematica6.0自動生成*.ibl文件的方法，利用自動生成的*.ibl文件，在Pro/E中構(gòu)造出用于仿真的裸眼井壁的幾何模型。
　　利用Pro/E、接口軟件MPRO及ADAMS建立拖動器的虛擬樣機(jī)。由拖動器的虛擬樣機(jī)簡化得到單組支撐臂仿真模型，利用該模型驗(yàn)證有關(guān)推靠機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算、轉(zhuǎn)角位移曲線、受力分析等理論推導(dǎo)的正確性。