铁钻工旋扣机构研究与动力学分析

【摘要】铁钻工是自动化钻井设备的重要组成部分，功能为完成钻具连接丝扣处的上卸扣，活动井下工具等，具有结构紧凑、性能强大和安装、操作简单等特点。目前国外对于铁钻工的研究较为成熟，应用广泛，而国内对铁钻工的研究刚刚起步，钻具的连接、拧卸大部分采用需要人力辅助操作的液压大钳，而随着勘探开发力度的不断加大，传统的钻具拧卸装置已经无法达到现代化钻井作业的要求。基于国内钻具拧卸设备的发展现状，本文结合国土资源部“深部大陆科学钻探装备研制”项目，研制一台新型铁钻工。本文主要对铁钻工旋扣机构进行研究，包括结构设计、参数计算、动力学理论研究、仿真分析以及关键零部件的有限元分析等几方面，具体内容归纳如下：首先，查阅与铁钻工相关的文献资料，了解国内外铁钻工的发展现状，总结和论述铁钻工研究的意义，进而确定论文主要研究内容；根据设计要求，确定整体设计方案，重点设计了旋扣机构，并进行了相关的设计计算，同时应用三维设计软件建立整个装置的三维模型。其次，对铁钻工旋扣机构进行运动学理论分析，建立了末端支撑轮质心点位移、速度、加速度与系统输入量之间的关系；并在此基础上，建立了旋扣机构的动力学方程。运用ADAMS仿真软件建立旋扣机构多刚体的动力学仿真模型，按照实际情况完成旋扣机构仿真后，得到机构中各杆件动力学性能参数曲线，仿真所得数据与理论数据对比，验证理论计算的正确性；建立机构的刚柔耦合模型，获得相应的参数与之前的刚体仿真结果进行对比分析，使仿真环境更加趋近现实工况，为进一步结构改进和控制提供依据。最后，利用有限元软件对旋扣机构中受力较大的零部件进行强度分析，得到相应的应力应变值，验证机构零部件的可靠性，并为后期进一步研究提供依据。
【作者】刘晓利；
【导师】沙永柏；
【作者基本信息】吉林大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】铁钻工；旋扣机构；动力学；刚柔耦合；有限元；

【参考文献】
[1]徐丽丽.韦庄对杜甫的接受研究[D].西南大学,中国古代文学,2013,硕士.
[2]李广涛.基于自组装方式构建的功能纳米结构材料和化学体系[A].中国化学会.中国化学会第28届学术年会第15分会场摘要集[C].中国化学会:,2012:1.
[3]高跃.陆军LH部队油料保障效能评估体系研究[D].电子科技大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[4]袁超.生态视角下的比较[D].河北大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[5]王红.《四库全书总目》著录西域文献研究[D].新疆大学,历史文献学,2013,硕士.
[6]吴笛.浙江产业技术创新战略联盟及其发展研究[D].浙江大学,2013.
[7]王学锋.GeS_2-Ga_2S_3-CdS硫系玻璃体系的制备、结构和性能研究（英文）[D].武汉理工大学,材料学,2004,硕士.
[8]马如霞.网络教学支撑平台的安全管理研究与应用[D].首都师范大学,2003.
[9]黄娟.开放式实验教学管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[10]杜欣.可流动石墨烯的制备及其特性研究[D].武汉理工大学,2011.
[11]弋耀武.基于GIS的低压集抄信息化施工管理系统研究[D].西北大学,地图学与地理信息系统,2014,硕士.
[12]朱更新,郑大钟.离散事件系统广义分式方法[J].自动化学报,1993,03:271-278.
[13]王泽镕.西维因及主要降解产物1-萘酚对雄性罗非鱼雌激素效应的研究[D].南京农业大学,水生生物学,2011,硕士.
[14]付陶.可转换债券低估率影响因素研究[D].复旦大学,金融工程,2012,硕士.
[15]王玉兰,焦兴贵.提高LF6M板材屈服强度的研究[J].轻合金加工技术.1992(04)
[16]吕国涛.经核苷类药物治疗的慢乙肝患者RT基因和S基因序列特点分析[D].南方医科大学,内科学,2012,硕士.
[17]孙娜.劳务中介服务协议的法律问题研究[D].广东财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[18]姜玉泉,丁国勇,施永香.XBRL对审计的影响及其对策[J].审计与经济研究,2004,04:30-32.
[19]朱鹏.敦煌居民的旅游感知及对旅游发展影响分析[D].曲阜师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[20]那巍.吉林石化公司38万吨/年乙烯改扩建项目后评价[D].华东理工大学,项目管理,2013,硕士.
[21]彭昕祥.石墨烯纳米带光电性质研究[D].湖南师范大学,2009.
[22]林智钦.厦门市中小企业ERP实施问题与对策研究[D].华侨大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[23]周丹丹.宣白承气汤对痰热壅肺型重症肺炎患者的临床研究[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[24]侯炜.数据融合在凝汽器清洁度判别及故障诊断中的应用[D].华北电力大学（河北）,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[25]孙红.锂离子电池电解质盐LiBOB及草酸亚铁的研究[D].复旦大学,化学工程,2012,硕士.
[26]冯礼毅.图式理论在大学英语听力教学中的应用研究[D].西安外国语大学,课程与教学论,2014,硕士.
[27]张义先.全面薪酬管理在民营企业的运用[D].华中科技大学,2004.
[28]孟克苏.蒙古家犬名研究[D].内蒙古大学,中国少数民族语言文学,2014,硕士.
[29]陈俊生.一次久远的组稿经历[J].石油地球物理勘探,2015,02:204-205.
[30]马成俊.维持性血液透析患者左心室收缩功能及心肌肥厚对预后的影响[D].山东大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[31]刘凯.端部受冲击的胶接接头应力响应分析[D].三峡大学,机械工程,2013,硕士.
[32]刘桂秋.《中华饮食文化》中特有文化词语翻译方法探讨[D].兰州大学,口译（专业学位）,2013,硕士.
[33]胡晓辰.高频变压器磁饱和电流测量技术研究[D].河北科技大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[34]耿庆霞.497例妊娠期高血压疾病患者生化指标与并发症的分析[D].泰山医学院,免疫学,2012,硕士.
[35]刘九竹.新型腰果酚基季铵盐表面活性剂的合成及研究[D].郑州大学,化学工程,2013,硕士.
[36]傅磊.岗位知识含量指标体系的构建及实证[D].东华大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[37]辛俊伟.齐墩果酸肝靶向纳米载药系统研究[D].广东药学院,中药学,2012,硕士.
[38]王小红,王月龙,史忠植.对科学发现的计算机模拟——BACON发现程序概述[J].自然杂志,2003,05:271-277.
[39]于海雯.（生物）全日制教育硕士实践教学的研究[D].曲阜师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[40]董津佑.金融危机后英国金融监管体制改革分析[D].吉林大学,世界经济,2013,硕士.
[41]白大山.SiCp/Al复合材料高效精密钻削机理研究[D].沈阳理工大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[42]邓惠玲.猪血红蛋白ACE抑制肽的制备及其理化性质研究[D].西南大学,食品科学,2013,硕士.
[43]丁伟.农村留守儿童媒介素养教育研究[D].郑州大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[44]杨琦.X手表企业客户满意度研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[45]闫妍.关于提升我国慈善组织公信力的途径研究[D].山西财经大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[46]毛林林,王存国,袁维娜,温振凤,路乃群.锂离子电池正极材料LiFePO_4的改性研究进展[J].化工科技,2011,05:55-60.
[47]柳海玲.交互式图像抠图系统的研究与实现[D].广东工业大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[48]吴胜.毕赤酵母表达重组人溶菌酶的发酵工艺优化及傅里叶红外光谱仪在其过程底物控制中的初步应用研究[D].华东理工大学,生物化工,2014,硕士.
[49]胡珏.工程教育改革背景下的工程训练平台研究[D].浙江大学,2009.
[50]刘兆利.保障我国民营银行发展的法律制度研究[D].西北大学,金融法学（专业学位）,2014,硕士.