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基于CFD的高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过计算流体动力学分析与实验室测试,对SC-86H型高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性进行研究,分析了活塞密封段长度、环状间隙尺寸、活塞往复运动速度、角速度以及活塞外表面螺旋槽螺距与半径等参数对射流式冲击器前后腔之间泄漏量的影响。结果表明:活塞密封段长度、环状间隙尺寸、角速度以及活塞表面螺旋槽螺距均对射流式液动冲击器性能影响较小;活塞运动速度与泄漏量近似成正比例关系;随着活塞螺旋槽半径的增大,泄漏量会明显增大。活塞回程与冲程初期阶段,活塞运动速度较小,活塞处瞬时泄漏量占进入缸体前后腔流体流量的比例较大,使活塞无法快速加速运动,尤其是当活塞杆直径较大时,回程阶段泄漏量对活塞运动的影响更显著,导致冲击器工作性能大幅下降,甚至无法工作。 相似文献
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应用CFD动态分析技术,以SC71B型射流式液动锤为研究对象,研究了活塞直径、活塞杆直径、活塞冲锤质量和行程对射流式液动锤射流元件临界流速的影响,并进行了实验验证。结果表明:理论预测值与实测值相对误差小于7.5%,精度远高于以往经验估计;射流元件临界流速随着活塞直径的增加而降低,随着活塞杆直径和活塞冲锤质量的增加而升高,与行程大小无关。以SC71B型射流式液动锤为例,为降低射流元件临界流速以减轻冲蚀,应设计40～42 mm的活塞直径、23～26 mm的活塞杆直径和11.2～23.5 kg的活塞冲锤质量。活塞直径增加23.5%时,射流元件临界流速降低了2/3;活塞杆直径增加60%时,射流元件临界流速提高了近4倍;活塞冲锤质量增加5倍时,射流元件临界流速只增加了1倍。 相似文献
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射流式液动锤活塞回程缓冲机构 总被引：1，自引：0，他引：1
CFD动态分析了回程缓冲机构不同弹簧刚度系数对射流元件控制道内流动特性和活塞回程冲击速度的影响.实验结果表明:缓冲机构施加在活塞上的弹簧作用力不会影响射流元件主射流的正常附壁和切换,刚度系数较大的弹簧可以显著降低活塞回程冲击速度,减小回程中活塞对射流元件的冲击;弹簧增幅在5倍时,活塞回程冲击速度降幅为52.88%,有效避免了射流元件中硬质合金零件在工作中发生断裂的现象. 相似文献
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增大液动射流式冲击器单次冲击功的试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
:试验结果发现 ,当行程加大时 ,获得较高的冲锤末速度 (5 .43m/s) ,单次冲击功 34 6 .45J。当活塞运动所需瞬时流量已大大超过了水泵供水的供给量时 ,冲击器仍能稳定地工作 ,这体现了射流冲击器作为一开放的系统所特有的流量可自动补偿的优点。射流冲击器对负载的适应能力较高 ,且在大行程条件下 ,增加锤重可较大幅度地提高单次冲击功。 相似文献
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采用粒子图像测速和平面激光诱导荧光技术对波浪环境中倾斜射流的运动和稀释特性进行了实验研究,对比分析了排放角度对射流瞬时运动形态、时均速度场和时均浓度场的影响。实验结果表明排放角度的变化对波浪环境中射流的运动形态、速度分布和混合范围等均有显著影响。当射流顺波浪方向运动时,射流主体段速度剖面呈双峰分布,达到初始浓度20%、30%、40%和50%的混合范围随排放角度增加而先增大后减小;当射流逆波浪方向运动时,射流速度剖面双峰分布不明显,相应的混合范围随排放角度增加而减小。在波浪牵引和射流卷吸的共同作用下,逆向射流的稀释效果总体上优于与垂线方向相同夹角的顺向射流。 相似文献
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针对在钻探实践中高能射流式冲击器的活塞杆频繁出现尾部塑性变形严重影响冲击器工作性能和整体寿命的现象,拟对活塞杆进行优化改进。利用非线性动力学仿真软件Ls-Dyna对活塞杆的回程撞击缸体进行数值模拟和优化分析,并进行了室内试验,结果表明：冲击末速度为4 m/s,活塞杆回程撞击缸体强制停止运动瞬间,尾部产生的应力集中值为3 339.28 MPa,导致其破坏;优化改进后,活塞杆上下端直径比为17/16、尾部圆弧直径为60 mm,活塞杆体内的应力集中值为1 419.66 MPa,较改进前活塞杆的应力集中值减小58%。试验验证表明,优化后的活塞能大幅提高使用寿命和耐久性。 相似文献
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冲旋钻井技术已广泛应用于矿藏、油气等资源的勘探开发领域,但仍存在钻具损坏严重、能量传递效率低等不足。冲击器的能量传递和破岩效率是冲旋钻井技术的关键参数之一。结合冲旋钻井技术的实际应用情况,阐述了计算假设、三维模型的建立、材料属性及单元类型、划分网格、定义接触、施加载荷等问题,建立了物探冲击器与钻头和岩石相互作用的有限元模型并进行了计算仿真。得到了活塞撞击钻头的能量传递效率;钻头在单次冲击旋转作用下,破碎岩石的深度为6.4 mm;冲击器活塞在运动过程中存在径向速度与位移,危害非常大,应尽量减小或消除。为研究冲击器与钻头和岩石的能量传递关系、钻井工艺参数和钻具结构的优化奠定了理论基础。 相似文献
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在地层比较特殊的地段,往往由于经验及对地质情况认识不深而出现沉桩困难、桩头开裂等现象。文章针对浅埋硬土层采用小截面短桩情况,应用静力触探测试指标计算沉桩阻力,结合考虑桩身强度的方法进行沉桩分析,并统计了不同锤型入持力层不同深度的实际锤击数,为以后类似工程的选锤提供参考。 相似文献
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This study aims to express the relationships between Schmidt rebound number (N) with unconfined compressive strength (UCS) and Young's modulus (Et) of the gypsum by empirical equations. As known, the Schmidt hammer has been used worldwide as an index test for a quick rock strength and deformability characterisation due to its rapidity and easiness in execution, simplicity, portability, low cost and nondestructiveness. In this study, gypsum samples have been collected from various locations in the Miocene-aged gypsum of Sivas Basin and tested. The tests include the determination of Schmidt hammer rebound number (N), tangent Young's modulus (Et) and unconfined compressive strength. Finally, obtained parameters were correlated and regression equations were established among Schmidt hammer rebound hardness, tangent Young's modulus and unconfined compressive strength, presenting high coefficients of correlation. It appears that there is a possibility of estimating unconfined compressive strength and Young's modulus of gypsum, from their Schmidt hammer rebound number by using the proposed empirical relationships of UCS=exp(0.818+0.059N) and Et=exp(1.146+0.054N). However, the equations must be used only for the gypsum with an acceptable accuracy, especially at the preliminary stage of designing a structure. Finally, by using the obtained Schmidt hammer rebound number from this study, unconfined compressive strength was calculated and compared with the calculated value from different empirical equations proposed by different authors. It can be said that it is impossible to obtain only one relation for all types of the rocks. 相似文献
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联邦德国为了钻一口14000～15000m超深井,拟选用我国发明的射流式冲击器与绳索取心相结合的钻具系统。为了证实钻具在深井应用的可能性,在高压釜内进行了模拟试验,结果在围压达400×10~5Pa的情况下仍能正常工作。此成果受到西德大陆深钻计划委员会(KTB)的关注。 相似文献
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油气勘探钻井用液动射流式冲击器的研究与应用 总被引：20，自引：0，他引：20
冲击回转钻进技术是当前解决硬岩进难题最有效的方法之一,将液动冲击回转钻进技术成功地推广应用于油气田勘探钻井中,预期可使硬岩平均钻进效率提高３０％－５０％,成本下降１５％－２０％。笔者就液动射流式冲击器应用于石油钻井的可行性和意义进行了较详细的分析论证,对所设计的石油钻井用液动射流式冲击器的结构和工作原理进行了说明,最后总结了生产性试验中存在的问题,提出了进一步改进的方案。 相似文献
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The Schmidt hammer in rock material characterization 总被引：2，自引：0，他引：2
The Schmidt hammer provides a quick and inexpensive measure of surface hardness that is widely used for estimating the mechanical properties of rock material. However, a number of issues such as hammer type, normalization of rebound values, specimen dimensions, surface smoothness, weathering and moisture content, and testing, data reduction and analysis procedures continue to influence the consistency and reliability of the Schmidt hammer test results. This paper presents: a) a critical review of these basic issues; and b) the results of tests conducted on granitic rocks of various weathering grades in the light of the conclusions of this review. It was found that a very good correlation exists between L and N hammer rebound values and that both hammers are fairly sensitive to the physical properties, particularly to dry density though less so to effective and total porosities. The N hammer, producing a lesser scatter in the data, proved to be more efficient than the L hammer in predicting uniaxial compressive strength and Young's modulus. The exponential form of the correlation curves was found to reflect microstructural changes during the course of weathering and the differences in the probing scales or mechanisms in the means of measuring these mechanical properties, and could be generalized to other crystalline igneous rocks. The possibility of predicting weathering grades from rebound values was also explored. The changes in the rebound values during multiple impacts at a given point produced a better indication of the weathering grade than a single impact value. It was concluded that increasing the impact energy and plunger tip diameter should significantly reduce the scatter in coarse-grained weathered rocks and hence improve the reliability of the Schmidt hammer as a rock material characterization tool. 相似文献
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为了对SC-86H型高能射流式液动锤冲锤结构进行优化,应用CFD动态分析,对2种不同冲锤结构的射流式液动锤模型进行了研究。计算表明：在相同输入流量下,新型冲锤结构的射流式液动锤与原冲锤结构相比性能具有优势,冲击末速度得到了提高,冲击功与能量利用率平均增长7.9%与12.7%,新型冲锤结构减小了流体阻力消耗的能量,更有利于高能输出。另外,通过Ls-dyna非线性动力学分析,对2种冲锤结构的碎岩效果进行了研究,并对新型冲锤应力强度进行了分析。结果表明：新型冲锤结构的能量传递效率更高,且满足疲劳强度校核,相同冲击末速度下,岩层吸能值高于原冲锤结构;新型冲锤结构的吸能率较高,2种冲锤模型的吸能率随入射能量成非线性增长。 相似文献