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随着石油行业的不断发展,石油钻井地层深度、硬度等越来越高,地质条件也越来越复杂,因此对旋转冲击钻井技术的要求越来越高,尤其是对其关键技术工具一液动冲击器的工作寿命和单次冲击功的要求。本文以此为研究方向,以液动冲击旋转钻井破岩理论为基础,对以往各种液动冲击器扬长避短,研究了一种新型液动冲击器。 主要研究内容为新型液动冲击器的结构设计和数值模拟计算: 本文以岩石破碎力学理论、旋转冲击钻井技术理论为基础,以机械设计方法、流体力学、波动力学、物理力学等知识为根基,采用对比分析、计算机辅助计算的研究方法,进行了新型液动冲击器结构设计的理论研究;并且建立了新型液动冲击器的冲击功和冲击频率计算模型,并简单分析了冲击功和冲击频率影响因素;同时利用Pro/Engineer建立的新型液动冲击器内流道模型,通过Fluent程序对其进行了压力场和流速场的数值模拟计算,确定了不同流量和分水阀出口直径等不同因素对冲击器冲击性能的影响。同时应用ANSYS软件,对冲击器主要部件缸体和活塞分别进行了应力与应变分析,即进行了强度与变形的校核。 通过数值模拟计算最终实现了新型液动冲击器的结构优化,为其在石油钻井领域的广泛发展奠定了良好的基础。