开题报告李栋栋1221终-精品文档整理.pptx
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1、学硕二年级螺杆钻具定子内轮廓测量系统设计与结构优化汇报学生:李栋栋 指导老师:王洪喜(教授)西安工业大学汇报时间:2020年12月22日专硕二年级 目 录Contents1课题背景、国内外研究动态及实践应用价值2研究方案(技术路线、研究方法及实验手段)3研究内容及拟解决的工程实践问题45预期效果6要课题进度及安排创新点课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值Part 11.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值1.1 课题的背景 螺杆钻具是如今钻井作业中
2、十分重要的工具,在石油勘探和油田开发过程中钻井一直十分重要,因为钻井工作是勘探和开发过程中最重要的一个环节,而螺杆钻具就是钻井工作中不可或缺的器具。图1所示。图 1 螺杆钻具定子结构示意图1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值使用从日本进口的5英寸S135内外加厚螺杆钻具定子,在全部使用新钻具的情况下,仅在4个月时间300多余支螺杆钻具定子端面压陷,导致胀裂;胜利油田滇黔桂油田新疆塔里木探区发生20多起螺杆钻具定子内螺纹纵裂失效;内外加厚新钻具内螺纹
3、端面压陷及膨胀失效事故。原因分析螺杆钻具定子生产时有缺陷,质量检测技术不成熟;使用过程中没有进行磨损检测、寿命预估等措施。1.1 课题的背景石油管材研究中心1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值课题来源:本课题是针对以上工程问题而拟定的,本课题是一项拟定的横向项目。课题来源1.1 课题的背景1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外
4、研究动态及实践应用价值1.2 课题的国内外研究动态2008年,Benoit 针对管状零件内径磨损检测困难,提出了涡流阵技术,通过通电线圈产生涡流、两套定心轮进行定位来实现细长管内径磨损的测量。定心机构每个支点接触面积小,用于光滑管类零件的细长管类零件。2012年,军械工程学院研制了伞状光栅测径仪。利用双伞弹性定心机构完成了不同火炮身管内膛线的自动定心。依次按“米”字型转动测杆手柄,传感器完成测量。双伞定心机构与炮膛线接触面为各个伞针,不适用于螺杆钻具定子内轮廓的定心。1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动
5、态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值1.2 课题的国内外研究动态2012年12月,邢书剑针对内径测量自动定心问题,提出了双椎体主轴同步定心的方法。通过行走电机驱动测量系统在被测轴孔内自由移动到目标位置后,定心驱动电机实现测量系统自动定心,构建测量基准轴线,然后由扫描驱动电机带动同步扫描连接机构绕测量基准轴线旋转进行一周的测量。双锥体与定心支撑臂16之间的摩擦力大,与内径接触面积小,适用于光滑管类零件的细长管类零件。1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外
6、研究动态及实践应用价值1.2 课题的国内外研究动态2017年,郑立评等人针对不同口径的火炮身管自动动心,提出了伞状定心结构测量仪器,该仪器由伞状定心机构和测量机构组成。测量精度达到0.1mm。实现了不同直径自动定心,但定心误差较大,适用于不同直径光滑内圆自动定心。1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值1.2 课题的国内外研究动态2019年,胡备等人提出了一种基于激光位移传感器测量火炮身管内径的测试系统。该装置通过控制步进电机带动激光位移传感器进行测量
7、并绘制出身管内径实际轮廓和标准圆,完成了对火炮内轮廓进行描绘。提出测量系统原理,没有详细的定心机构结构。2021年,王磊等人提出了一种激光与视觉复合的火炮内膛线检测方法。该方法采用激光位移传感器获取火炮膛线截面位移数据后通过RANSAC算法排除异点,对得到的阴、阳线数据进行拟合与优化,计算出膛线直径。定心机构较简单,不适用于不同内径自动定心。1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值1.2 课题的国内外研究动态美国Qi2公司 横跨多个螺距,接触面积较大,
8、利用“收缩、膨胀”的机械结构实现不同内径的自动定心。暂无专利。1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值总结虽然国内外学者在细长管内轮廓测量方面做出了较多的研究工作,但是对于螺杆钻具定子内轮廓的测量,尤其是在国内,到目前为止尚未有理论研究和产品设备。细长管内管内轮廓廓测量系量系统定心机构定心机构结构构测量精度量精度传感器感器优点点不足不足涡流阵技术8个周向均布滚轮支撑0.03mm涡流电流阵列精度较高接触面积小伞状光栅测径仪双伞弹性定心结构0.02mm窥膛
9、传感器满足阿贝原则精度较高接触面积小伞状定心结构测量仪双伞定心结构0.1mm光栅测量测量仪器两头有锥孔,便于延长接触面积小美国Qi2公司3个周向均布支撑杆0.05mm激光位移传感器满足阿贝原则接触面积大接触面积大1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值细长管内管内轮廓廓测量系量系统定心机构定心机构结构构测量精度量精度传感器感器优点点不足不足B283测经仪8个周向均布滚轮支撑0.05mm不满足阿贝原则接触面积小伞状光栅测径仪双伞弹性定心结构0.02mm窥
10、膛传感器满足阿贝原则接触面积小伞状定心结构测量仪美国Qi2公司0.05mm总结1.课题的背景和应用价值2.研究内容及拟解决的工程实践问题3.研究方案 4.创新点5.预期效果6.课题进度及安排1.背景、研究动态、应用价值1.课题的背景、国内外研究动态及实践应用价值1.3 研究课题的实践应用价值课题螺杆钻具定子内轮廓的测量系统采用平行四边形同步定心机构与激光位移传感器相结合的螺杆钻具定子内轮廓测量系统螺杆钻具定子内轮廓测量系统具有非常广阔的应用前景和实践应用价值,具体主要体现在以下3个方面:(1)实现螺杆钻具定子内轮廓精确定心(2)在螺杆钻具定子生产制造中实现产品质量检测(3)实现磨损(为寿命预估
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