带同步减速器涡轮钻具工作力学与性能仿真

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序 3

前言 4

目录 5

第一章 绪　论 7

第一节国内外涡轮钻具发展概况和趋势 7

第二节带同步减速器涡轮钻具基本功能和结构 11

第三节带同步减速器涡轮钻具的设计与科研水平 13

第二章带同步减速器涡轮钻具 几何结构学 16

第一节带同步减速器涡轮钻具复合运动圆柱坐标体系 16

第二节关键零部件二维几何结构表示 17

第三节特征面上的涡轮定转子叶栅叶片造型几何学 20

第四节部分关键零部件三维几何造型与快速成形原理 33

第三章专用轴承弹性静力接触 数学力学模型与仿真分析 37

第一节TC 轴承弹性静力接触应力计算数学力学模型 37

第二节多级金属球轴承组弹性静力接触载荷分布计算过程数学力学模型 43

第三节四支点球轴承组载荷分布仿真实验与均载机理分析 47

第四章涡轮节涡轮轴向间隙的弹性静力 数学力学模型与仿真分析 51

第一节涡轮节理论涡轮轴向间隙的确定 51

第二节涡轮装配轴向间隙的数学力学模型与仿真分析 52

第三节涡轮受载轴向间隙的数学力学模型与仿真分析 58

第四节涡轮轴向间隙的数学力学模型致效 59

第五章带同步减速器涡轮钻具运动学 与性能仿真分析 64

第一节涡轮的基本运动规律 64

第二节涡轮叶栅几何结构对其特性的影响 70

第三节涡轮轴向间隙与叶栅密度以及制造工艺对其特性的影响 76

第四节实验数据整理的涡轮叶栅几何结构与特性的关系 78

第五节涡轮节转子系统基本运动规律 79

第六节同步减速器传动基本运动规律 83

第七节带同步减速器涡轮钻具稳态特性数学力学模型与仿真分析 84

第六章涡轮内部流体运动数学力学模型 及其可视化仿真分析 86

第一节涡轮内部钻井液运动基本方程 86

第二节涡轮叶栅内部流体运动数学力学模型与数值计算过程 88

第三节涡轮叶栅内部流体运动可视化 91

第四节涡轮叶栅内部流体运动可视化仿真分析实例 94

第七章带同步减速器涡轮钻具动力学与 动态性能仿真分析 96

第一节涡轮节动态力矩特性数学力学模型 96

第二节涡轮节动态轴向水力载荷特性数学力学模型 99

第三节带同步减速器涡轮钻具不稳定工况下的数学力学模型 101

第四节不稳定工况下钻具动态特性仿真分析实例 104

第八章压力平衡补偿密封系统与 轴承寿命预测 106

第一节压力平衡补偿密封系统 106

第二节TC 轴承磨损寿命预测新进展 108

第三节多级金属球轴承磨粒磨损寿命预测 111

第九章带同步减速器涡轮钻具 性能测试实验研究 116

第一节涡轮内外特性测试 116

第二节涡轮叶栅叶型非接触测量 122

第三节同步减速器性能测试 124

第四节专用轴承性能测试 125

第五节带同步减速器涡轮钻具整机特性测试 126

附录 主要符号表 130