Φ102涡轮钻具井下喷射器设计

毕业论文(设计)

题目名称： Φ102涡轮钻具井下喷射器设计 题目类型： 设 计 类 学生姓名： 袁 华 良 院 (系)： 机 械 学 院 专业班级： 机 械 11003 指导教师： 许福东 教授 辅导教师： 许福东 教授 时 间：2014年3月14日 至 2014年6月3日

目录

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目录 ___________________________________________________________________ i 任务书 _________________________________________________________________ I 开题报告 ______________________________________________________________ II 指导老师审查意见 ______________________________________ 错误！未定义书签。 评阅教师评语 __________________________________________ 错误！未定义书签。 答辩会议记录 __________________________________________ 错误！未定义书签。 摘要 __________________________________________________________________ XV 正文

1 前言 ________________________________________________________________ 1 1.1 研究的目的与意义 _____________________________________________________ 1 1.2 国内外现状和发展趋势 ______________________________________________ 1 1.2.1 国内现状 ________________________________________________________ 1 1.2.2 国外现状 ________________________________________________________ 2 1.2.3 发展趋势 ________________________________________________________ 3 1.3 井下水力增压研究进展 ______________________________________________ 3 2. 涡轮钻具的设计 ______________________________________________________ 4 2.1 涡轮钻具的选型 ____________________________________________________ 5 2.2 总体方案设计 ______________________________________________________ 6 3. 喷射器的设计 ________________________________________________________ 8 3.1 喷射器方案对比 ___________________________________________________ 8 3.1.1 先导阀控制换向方案 _______________________________________________ 8 3.1.2 涡轮离心式增压方案 _______________________________________________ 9 3.1.3 射流元件换向方案 ________________________________________________ 10 3.1.4 总结 __________________________________________________________ 11 3.2 喷射器的工作原理 _________________________________________________ 12 3.2.1 工作原理 _______________________________________________________ 12 3.2.2 水力结构 _______________________________________________________ 13 3.2.3 内部流道关系 ___________________________________________________ 14 3.3 喷射器结构设计 ___________________________________________________ 14 3.3.1 托盖 __________________________________________________________ 14 3.3.2 射流元件 _______________________________________________________ 15

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Φ102涡轮钻具井下喷射器的设计

3.3.3 活塞缸体 _______________________________________________________ 16 3.3.4 活塞杆 ________________________________________________________ 18 3.3.5 活塞 __________________________________________________________ 19 3.3.6 连接接头 _______________________________________________________ 19 3.3.7 钻头 __________________________________________________________ 20 3.3.8 高压连接管 _____________________________________________________ 21 3.3.9 喷射器壳体 _____________________________________________________ 21

3.4 喷射器水力结构 ___________________________________________________ 22 3.4.1 水力结构说明 ___________________________________________________ 22 3.4.2 水力结构计算 ___________________________________________________ 25 4. 主要零件校核 _______________________________________________________ 29 4.1 活塞杆 ___________________________________________________________ 29 4.1.1 活塞杆材料以及载荷 ______________________________________________ 29 4.1.2 分析结果 _______________________________________________________ 29 4.2 连接头 ___________________________________________________________ 30 4.2.1 连接头强度分析 _________________________________________________ 30 4.3 喷射器外壳 _______________________________________________________ 30 4.3.1 喷射器外壳材料以及载荷 __________________________________________ 31 4.3.2 ansys软件分析过程 ______________________________________________ 31 4.3.3 分析结果 _______________________________________________________ 33 4.4 缸体 _____________________________________________________________ 33 4.4.1 缸体材料以及载荷 ________________________________________________ 33 4.4.2 分析结果 _______________________________________________________ 33 4.5 总述 _____________________________________________________________ 37 5. 总结 _______________________________________________________________ 38 6. 参考文献 ___________________________________________________________ 39 7. 致谢 _______________________________________________________________ 41 8. 附录 _______________________________________________________________ 42 附件一 标准锥螺纹基本尺寸示意图（GB/T 9253.1-1999） _________________ 42 附件二 石油钻杆街头螺纹基本尺寸（GB/T 9253.1-1999） _________________ 43 附件三 接头扣型尺寸：（1-内平 2-贯眼3-正规） _______________________ 44 附件四 钻头示意图以及喷嘴型式代号 ___________________________________ 45

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任务书

长江大学毕业设计(论文)任务书

学院（系）机械工程学院 专业 机械设计制造及自动化 班级机械11003 学生姓名 袁华良 指导教师/职称 许福东/教授 1.毕业设计(论文)题目：

Φ102涡轮钻具井下喷射器设计

2.毕业设计（论文）起止时间： 2014年3月14 日～2014年 6月5 3．毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分） ①喷射器外径:Ф102； ②适合于51/2油管空间； ③流量:Q=10～20L/s)；

④涡轮工作转速:n=800-1200r.p.m. 4．毕业设计(论文)应完成的主要内容 （1）文献综述； （2）系统总体方案设计； （3）整体结构设计计算； （4）钻头的结构型式设计计算等； （5）喷射器的设计计算。

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日 Φ102涡轮钻具井下喷射器的设计

5．毕业设计(论文)的目标及具体要求 (1) 总装图1张； (2) 零件图若干张。

6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求 (1)绘图工具齐全； (2)上机时间：150小时。

任务书批准日期 2014 年 3 月 9 日 教研室(系)主任(签字)

任务书下达日期 2014 年 3 月 14日 指导教师(签字) 许福东 完成任务日期 2014 年 6 月 5 日 学生（签名） 袁华良

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