异向双弯工具优化设计与应用
造斜点和造斜率计算(第二章)
第二章造斜点选择及造斜率计算第一节造斜点选择在定向井设计与施工中，造斜点的选择很重要，其具体选择遵循如下原则：①造斜点应选在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带，漏失地层，流砂层或容易坍塌等复杂地层定向造斜，以免出现井下复杂情况，影响定向施工。
②应选在可钻性较均匀的地层，避免在硬夹层定向造斜。
③造斜点的深度应根据设计井的垂直井深，水平位移和选用的剖面类型决定，并要考虑满足采油工艺的需要。
如：设计垂深大、位移小的定向井，应采用深层定向造斜，以简化井身结构和强化直井段钻井措施，加快钻井速度。
对于设计垂深小，位移大的定向井，则应提高造斜点的位置，在浅层定向造斜，这样既可减少定向施工的工作量，又可满足大水平位移的要求。
④在井眼方位漂移严重的地层钻定向井，造斜点位置选择应尽可能使斜井段避开方位自然漂移大的地层或利用井眼方位漂移的规律钻达目标点。
⑤造斜点高使得定向容易（起下钻和测量快，容易定准，进尺快，动力钻具工作时间短）；上部地层软，形成的键槽软，易破坏掉；用较小的井斜获得的位移大。
其缺点是轨迹控制井段变长，后面井段长，钻具重，更容易形成键槽。
通常达到稳斜段后、下一层技套封固造斜段可避免键槽带来的麻烦。
⑥造斜点低则定向困难，需要的造斜率和最大井斜相对要大。
但需要控制的井段大大缩短，为了准确，往往采用随钻测量工具定向。
⑦高造斜点选用高造斜率是十分危险的。
它形成的狗腿角大，很容易在下部(长井段)钻具重量作用下形成严重的键槽，造成卡钻。
相反，为了减少轨迹控制的工作量，提高定向井钻井速度，在位移条件允许情况下，可采用低造斜点高造斜率施工，全井的摩阻也会因斜井段短而变小。
同样，需要随钻测量手段保证定向的准确。
第二节短弯外壳导向钻具的造斜率计算根据短弯外壳导向钻具在井眼中的造斜特性，推导了导向钻具组合造斜率的计算公式，方法是精确的，没有做近似处理。
这种方法还能考虑近钻头扶正嚣的欠尺寸影响，可对在井眼轨迹控制中使用的单弯和双弯导向钻具组合进行预测计算。
石油钻井设备与工具-王镇全 4第二节 螺杆钻具
万向轴有几种不同的结构形式， 例如应用最普遍的为瓣型连接轴和挠 性连接轴(有一定柔度、上下两端为 连接螺纹的光轴）以及其他形式的万 向轴。万向轴的上端和马达转子下端 相连，而下端则和传动轴上端的导帽 相连。
万向轴的作用是把马达转子的平面行 星运动转化为传动轴的定轴转动，同时把 马的工作转矩传递给传动轴和钻头。
层气开采、建筑管道施工和国防工程等方面的钻进作业。
•
在油气钻井中，螺杆钻具主要被用于钻特殊工艺井，
也可以用来钻直井。所谓特殊工艺井，是指常规直井以外
的所有其他井型，如定向井、大斜度井、水平井、大位移
井、多分支井、丛式井等。在这些特殊工艺井中，通常应
用螺杆钻具进行井眼轨道控制作业，如造斜、纠斜、扭方
位，采用导向螺杆钻具还可以进行稳斜钻进。
2、弯角与造斜率的关系
弯角越大，造斜率越高，但在旋转钻 井时转速受到限制。
弯 角 角 度
造斜率
3、 稳定器结构
导向螺杆钻具与常规螺杆钻具的另一个不同之处在于 导向螺杆钻具的传动轴壳体上带有不同形式的稳定器。常 用的稳定器形式包括：
1）螺旋稳定器（三条翼片、五条翼片）； 2）对称直条稳定器（一般为五条翼片均匀分布） 3）非对称直条稳定器 稳定器的形式和外径尺寸对造斜或稳斜的效果影响较 大，在选用导向螺杆钻具时，应对此予以重视。
正常钻进时，旁通阀关闭。此时泥浆流经马 达把压力能转换为机械能。
特殊说明ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
旁通阀不是螺杆钻具工作时的必须部 件。在水平钻井中，为了防止停泵时环空 钻井液内的岩屑从旁通阀的筛板进人马达， 往往不装旁通阀，或把旁通阀的弹簧取出 来使旁通阀呈常闭状态，而在直井段的钻 柱上安装一个钻柱旁通阀，来代替钻具旁 通阀的作用。
钻井技术概述
第一章定向井（水平井）钻井技术概述第一节定向井、水平井的基本概念1．定向井丛式井发展简史定向井钻井被（英）T.A.英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。
”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。
定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。
定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。
当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。
并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。
最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。
早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。
有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。
第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。
救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。
目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米；水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的RytchFarm油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。
垂深水平位移比最高的是Statoil公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14；丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口；我国定向井钻井技术发展情况我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。
钢丝绳卷扬机的优化设计
137中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.03 （下）1 卷扬机基本原理1.1 卷扬机结构在工业生产与建设行业运用的钢丝绳卷扬机，其主要结构涉及能源电动机、齿轮转动、起升滑轮组和吊钩以及连接的联轴器、制动器、钢丝绳卷筒和减速器等部位组成。
1.2 卷扬机工作原理在卷扬机的实际作业中，其主要通过卷筒的旋转来实现钢丝绳的控制，以此控制重物上升与下降的起重设备。
同时，电石生产中卷扬机作为一种简单的起重牵引设备，其实际的应用相当广泛，并且工作原理主要借助电机的减速传动，通过收放钢丝绳来拉动电石锅，借助不同的运作实现电石牵引小车方向的改变，从而让电石锅按照预先规定的路径进行运动。
2 卷扬机优化方向在卷扬机的设计上，当前，主要问题涉及排绳问题与噪音问题。
排绳问题主要是卷扬机的钢丝绳在工作的情况下，容易造成损坏问题、乱绳问题和咬绳问题。
其主要的发生原因在于，其实际的工作过程中，钢钢丝绳卷扬机的优化设计赵大喜（甘肃金泥化工有限责任公司，甘肃 金昌 737100）摘要：随着我国经济建设的快速发展，钢丝绳卷扬机作为一种常见的起重机械设备，其被广泛应用到电石生产领域。
卷扬机的优化设计不仅能够让卷扬机在工业领域应用的优势增加，同时，也能为方便生产与保护环境做出重要贡献。
因此，本文主要对卷扬机的优化设计进行研究分析，再通过对卷扬机的工作原理进行详细阐述，通过对其噪音与排绳进行优化设计，以此实现卷扬机的优化，从而为工业生产领域与建设领域的良好应用提供保障。
关键词：卷扬机；优化设计；噪音排绳；研究分析中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）03（下）-0137-02丝绳受到外界方向变化与大小不变的作用力，对卷扬机钢丝绳的排布造成扰乱影响，从而在换向的情况下出现乱绳与咬绳的情况。
由于排绳问题其主要是钢丝绳和卷筒在工作中其受力不均匀，导致钢丝绳与卷筒之间的摩擦力快速增加，致使钢丝绳的磨损加剧，进而影响卷扬机在工作上存在动作不稳定的情况，也造成了钢丝绳的使用寿命快速缩短。
供水工程中空间弯管镇墩的优化设计
文章编号：1265-7599(2221)00-0045-09供水工程中空间弯管镇墩的优化设计高琰乔^3匕己匕己匕己匕己匕己匕己专技术&'脅(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广州510635)摘要:压力钢管的镇墩是供水管道工程中最常见且重要的构筑物，在整个供水工程的安全运行方面起着举足轻重的作用。
在长距离输水管线设计中，不可避免会有多个弯折节点,在节点处则需要镇墩，以承受因管道改变方向而产生的轴向不平衡力，让管道在镇墩处不发生位移。
文章以兴宁第二自来水厂取水点迁建工程中的输水管道的其中一个镇墩为例，对其进行受力分析，并设计合理尺寸。
关键词:压力管道;镇墩;受力分析中图分类号:TUI97/33文献标识码：BDesign of Piers for Space Bending Pipes in Water Supply EngineeringGAO Yan-qiao(Guanadona Hydropower Plannina&Desian Institute Co.,Ltd,Guanazhou52635,China)Abstract：The pier of penstoch is the most common and impobagt stbicture in water supply pipXinc enaineebna,and it plays an impobagt mic in the safe oneration of the entire water suppiy projed.In the desian of lony-distance water pinelincs,it is inevitanic that there wili be multipic bendiny noncs,and anchors are needed at the nones ta withstand the axiai imbalagce force chnsed by the chanae of direction of the pipXine,sc that t he pipXine does nO occur at the anchors.0:5/00X11x0Tanina one of the piers of the water pipXine in the relochtion project of the water intafe point of the Xinanin)Secend Water Supply Plant as an exampie,the force analysis was chrbeV ont and the recsonanie size was designeV.Key wrrdi:pressure pipeline;pier；stress analysis0引言由泵站输水至水厂的输水管道在整个供水工程中是不可或缺的部分，大多工程的输水管道布置在农田或者地势不平整的山间。
MASTA培训手册 - 螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮设计、校核和优化
MASTA 培训手册:螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮设计、校核和优化MASTA 5.4版商业机密目录1介绍 (3)2在MASTA设计中添加螺旋锥/准双曲面齿轮副 (4)2.1在设计中添加一个螺旋锥齿轮副 (4)2.2在设计中定位螺旋锥齿轮副 (4)2.2.1方向 (5)2.2.2转角 (7)3把Gleason尺寸参数表输入到一个螺旋锥齿轮副设计 (9)3.1定义节锥 (9)3.2定义齿形属性 (11)3.3定义面锥和根锥 (13)3.4定义螺旋角 (14)3.5定义齿厚 (14)3.6定义旋向 (17)3.7刀尖圆角半径 (17)3.8重合度 (17)3.9几何系数 (18)4在MASTA中设计一个螺旋锥齿轮副 (19)4.1齿轮速比和节锥尺寸 (19)4.2选择螺旋角 (21)4.3压力角 (21)4.4大轮刀盘半径 (22)4.5定义齿形属性 (22)4.5.1AGMA和齿顶高/齿高系数定义 (22)4.5.2Gleason系数定义 (23)4.6齿形收缩 (24)4.7定义齿厚 (24)4.7.1齿厚定义的方法 (24)4.7.2侧隙 (25)4.8定义旋向 (26)5把Gleason尺寸参数表输入到一个准双曲面齿轮副设计 (27)5.1定义节锥 (28)5.2定义齿形属性比例、面和根锥角 (32)5.2.1定义齿厚 (33)5.3定义旋向 (34)5.4刀尖圆角半径 (34)5.5重合度 (35)5.6几何系数 (35)6螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮材料 (36)6.1锥齿轮材料数据库窗口 (36)6.2默认锥齿轮材料 (37)6.3自定义锥齿轮材料 (39)7螺旋锥齿轮校核 (41)7.1接触校核 (42)7.2弯曲校核 (47)8螺旋锥/准双曲面齿轮宏观参数优化 (50)8.1载荷谱列表 (51)8.2优化目标 (51)8.3优化变量 (52)8.3.1螺旋锥齿轮优化变量 (52)8.3.2准双曲面齿轮优化变量 (53)8.4其它设置 (53)8.5优化结果和结果选项卡 (54)8.6多优化运行 (55)8.7添加一个优化的设计到MASTA模型中 (56)1介绍MASTA能够建立各种类型的齿轮。
光伏支架系统中檩条的优化设计分析
太 阳 能第11期 总第355期2023年11月No.11 Total No.355 Nov., 2023SOLAR ENERGY0 引言光伏支架系统为直接承受光伏组件自重、风荷载、雪荷载及施工荷载的钢结构系统，其安全性对于整个光伏发电系统的正常运行至关重要。
在光伏支架系统中，檩条的用钢量最大，可达到光伏支架系统整体用钢量的50%左右。
目前，国内外学者已经做了大量关于轻钢结构的设计及优化方面的研究。
翟煜[1]从支撑模式、构造措施及荷载取值3个方面开展了轻钢结构屋面檩条的优化设计。
秦海翔等[2]从材质、截面型式、檩距及连续性入手，通过STS软件比较分析了轻型屋面钢结构檩条的用钢量，并给出了檩条的优化设计建议。
文锋等[3]针对光伏支架檩条和连续梁的支座进行了优化布置，采用最佳方式布置支座，使均布荷载作用下的等截面连续梁的最大弯矩减小了约16.8%，光伏支架檩条用钢量节约了8.9%。
黄万山等[4]通过研究光伏支架系统中斜梁、檩条的最不利内力，提出了光伏支架结构的优化设计方案。
王建勃等[5]采用ANSYS 数值软件计算横梁强度，得出了最优的光伏支架跨距。
陈源[6]通过数值模拟，对光伏支架结构进行了优化设计。
张勇成等[7]通过采用Solidworks 三维绘图软件进行参数化设计，对C型钢光伏支架系统的关键连接点进行了优化设计。
本文根据光伏支架系统中檩条的受力特征及连接方式，有针对性地提出适用于光伏支架系统中连续檩条的优化设计方案，并结合实际的光伏发电项目，对所提出优化设计方案的可行性及实用性进行论述及验证。
1 连续檩条的静力计算光伏支架系统中檩条的计算模型可采用均布荷载作用下的连续檩条模型，檩条的截面尺寸由连续檩条中的最大弯矩控制，而连续檩条的最大DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20220831.01 文章编号：1003-0417(2023)11-88-07光伏支架系统中檩条的优化设计分析王万军1*，李红有2，迟洪明2，李爱武2(1. 龙源(北京)太阳能技术有限公司，北京 100034；2. 龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司，北京 100034)摘 要：以光伏支架系统中的檩条为研究对象，根据其受力特征及连接方式，采用连续檩条计算模型，通过理论计算并结合光伏支架结构三维设计软件进行数值模拟，对光伏支架系统中的连续檩条进行优化设计分析，并对所提出优化设计方案的可行性及实用性进行了论述及验证。
旋转导向钻井系统RNDS
2013-8-5 12
¹ ×´ » « ¾ Ä PowerDriveÐ ÐÐòÐÐ Ë Â ±Ð ¹ Ë µ ý × Ð
PowerDrive ÇÇ °Ç ×
2013-8-5 13
二、RNDS系统的组成
旋转导向钻井系统（RNDS），由旋转导向钻井工具（CPD） 和MWD测量系统组成，其中MWD系统是成熟的，不进行任何的 改造就可以直接应用；旋转导向钻井工具（CPD）与Auto Track井下工具属于同一类型，都是非旋转偏心稳定器结构， 但具体的构造不同、控制方式不同，与后者相比结构简单的 多；但是CPD也不同于江苏油田的舵板式钻头导向器，它是 一个功能强大的井下导向工具，且具有双向通讯功能，与 MWD/FEWD系统可以组成完整的、可靠的旋转导向钻井系统。
热烈欢迎各位领导 专家光临指导
2013-8-5 1
地面控制旋转导向钻井系统（RNDS）
Rotary Navigate Drilling System
胜利钻井工程技术公司 魏文忠、秦利民
2013-8-5 2
Copyright 1996-98 © Dale Carnegie & Associates, Inc.
2013-8-5 5
20世纪80年代末，国外 首先研制了遥控变径稳 定器（如AGS、Tracks 等），虽然仅是两维旋 转导向控制钻井轨迹， 但是在完成的许多大位 移延伸井的钻井过程中 起到了决定性的作用。 1999年胜利钻井技术公 司引进了美国SperrySun公司的遥控变径稳定 器AGS，在埕北21-平1大 位移水平井施工中起到 了很好的作用。但是， 变径稳定器旋转系统,不 能控制方位。
内容：
1、 导向钻井技术发展概述 2、 RNDS系统的组成和总体效果 3、 RNDS系统结构原理
螺杆的作用和使用异向双弯螺杆的目的
1、螺杆的作用和使用异向双弯螺杆的目的？螺杆作为一种井下动力钻具，有直螺杆、单弯螺杆、同向双弯螺杆、异向双弯螺杆，异向双弯螺杆属于微增斜钻具，其增斜效果同双弯度数之差的单弯螺杆的造斜率相同，但是单弯螺杆转盘钻具有增作用，而异向双弯螺杆转盘钻却能起到稳斜的理想效果。
对于双弯螺杆的标识如1×1。
25是从上往下说的，即1。
25是靠近钻头一端的弯度；螺杆下方有旁通阀，若泥浆太脏，容易失效，造成提钻喷泥浆。
在使用螺杆时，存在着反扭角，即在对螺杆加压时，工具面要向反时针扭转，所以在加压前先把工具面向顺时针转动一个角度，以便在加压时，工具面摆在所需要的位置，在钻进过程中，钻压越大，工具面反时针回得越多，钻压月小，回得越少；在加压钻进过程中把工具面往前或后赶，使工具面达到需要的角度；对于摆工具面，双弯较死，要难摆些，单弯较活，好摆到位，但易跑；钻压越大，反扭角越大，并注意不能压死，压得越死，泵压越高。
2 MBHW01井实钻钻具组合控制效果总结216钻头+430×4A0+159短钻铤( ？)+214扶正器+……增斜 2.2-2.83º/30m 0m增斜 2.7º/30m 2m增斜。
1.06º/30m 2．53m稳斜 0-0.31º/30m 3．03m稳斜 0º/30m 3．53m降斜 -0.63º/30m 4．03m注：以上都是单井的的经验数据。
3 MWD仪器的结构及工作原理MWD仪器由脉冲发生器总承、伽玛探管、电池筒、定向探管、打捞头用扶正器连接组成。
工作原理为：无线随钻MWD测量工具在下井前，通过电脑给予测斜探管设置工作模式，然后下井，由于不同的井深，其井斜和方位变化范围不同，MWD测量探管随时接收不同井段地层的井斜方位，并把它储存在探管芯片里，根据MWD测斜探管的工作模式，间隔几十秒钟给脉冲发生器发送一组电信号，通过此电信号控制脉冲发生器内的电磁阀的吸、合开、关，而转变为脉冲发生器轴向的间歇机械转动，由于转子和定字的相对间歇开关转动改变了泥浆在此处的过流面积，而产生压力降，随着转子的不停间歇转动，出现不停的间歇过流面积的变化，产生泥浆压差的变化，从而形成了类似正弦波的压力波，此压力波通过钻具内泥浆为媒介，传到地面高压立管处接的压力传感器上，再通过压力传感器把此压力波信号再转换为电信号，通过数据处理系统，解释成我们能够看懂的阿拉伯数字，显示在显示屏上，这样工程师就可以随时掌握井眼轨迹的变化情况。
定向井专用工具介绍螺杆
四．螺杆钻具使用方法1．地面检查(1) 螺杆上、下接头（旋转钻头短节）是否有松扣或松动现象，如有松扣现象进行紧扣。
(2) 下接头固定螺栓是否有松扣现象，若有进行紧扣。
(3) 旁通阀是否能关闭，若不能关闭，可采用机油浸泡活动，直到能关闭为止。
(4) 要注意观察弯螺杆上部弯方的标记与下部弯接头弯曲的方向是否一致。
(5) 螺杆钻具上、下钻台必须使用绷绳绷，防止碰撞损坏螺杆钻具。
(6) 用游车吊起螺杆钻具，测量轴承壳体与旋转短节间的轴向间隙，在下放游车让螺杆钻具触到转盘，再测量轴承壳体与旋转短节间的轴向间隙，两者间隙差6-1/2"螺杆不大于6mm，7-3/4"和9-5/8"螺杆不大于8mm，否则应更换螺杆。
(6) 让螺杆钻具与方钻杆相接，把扣上紧，将螺杆钻具的旁通阀下放到转盘面以下，开泵，小排量使钻井液流进马达，应能看见钻井液从旁通阀的旁通孔流出；随着排量加大，马达开始转动，旁通阀关闭；如一切正常，停泵卸方钻杆，接钻头下钻。
2．钻具下井(1) 下放钻具及其组合应小心地控制下放速度。
下钻遇阻，应开泵循环，慢慢划眼通过。
若带有弯接头或弯壳体的钻具遇阻时应间歇性地转动钻具，慢慢通过，以防止划出新眼。
(2) 对深井和高温井，下放钻具建议周期性地进行中途循环。
(3) 在井内，若钻井液不能迅速通过旁通阀阀口流进钻柱中，应减慢下放速度或不时停下来充罐泥浆。
3．启动(1) 钻具达到预先确定的位置，可以开泵循环。
，(2) 定向前充分清洗井底。
4．钻进(1) 下钻完，接方钻杆前把钻杆滤子放入钻杆；钻头离井底1米以上开泵，开泵正常后方能下放钻进，缓慢均匀加压。
(2) 钻进中要随时注意泵压变化情况（当排量给定的前提下）、钻时、岩性变化情况，防止意外事故发生。
(3) 对于弯螺杆要注意选择弯曲角的大小，以满足钻井工程设计的要求。
(4) 钻进中几种异常情况的处理：◆指重表摆动不停。
将钻头提离井底，循环几分钟，待指重表稳定后再钻进。
椭圆与双曲线的应用曲线在实际中的应用
椭圆与双曲线的应用曲线在实际中的应用椭圆与双曲线的应用椭圆和双曲线是高等数学中的两种常见曲线，它们在实际中有着广泛的应用。
本文将探讨椭圆与双曲线在工程、物理、计算机图形学以及其他领域中的具体应用。
工程应用1. 卫星通信：椭圆轨道是卫星通信中常用的轨道类型。
卫星在椭圆轨道上运行，使得信号能够较长时间地覆盖某一区域，从而实现远距离通信。
2. 化工反应器设计：当涉及到具有高度不均匀性的化学反应时，椭圆可用于描述沉浸在反应器中的流体分布情况。
利用椭圆的形状特性，可以有效地设计出更加稳定和高效的反应器。
3. 轮胎设计：椭圆轨迹是轮胎磨损测试中常用的轮胎路径。
通过在特定条件下绘制椭圆形状的轨迹，可以评估不同材料和设计的轮胎在实际使用中的磨损情况，从而优化轮胎的性能和寿命。
物理应用1. 焦点几何：椭圆的焦点特性在物理学中有广泛的应用。
例如，在光学中，椭圆镜可以将光线从一个焦点反射到另一个焦点，从而实现光学成像。
2. 物体运动轨迹：双曲线在物理学中常用来描述物体的运动轨迹。
例如，当一个天体经过地球时，其路径往往呈现出双曲线形状。
通过研究和理解双曲线的特性，可以预测和描述天体运动的规律。
3. 电磁场分布：双曲线曲线还可以用于描述电磁场的分布情况。
在电磁学中，双曲线曲线经常被用来表示电场或磁场的传播方向和强度分布。
这对于设计电子设备和理解电磁场特性非常重要。
计算机图形学应用1. 三维建模：椭圆和双曲线在三维图形建模中有广泛的应用。
例如，在计算机辅助设计中，椭圆和双曲线是创建和修改曲线形状的重要工具。
2. 图像处理：椭圆和双曲线在图像处理中也有许多应用。
例如，通过调整椭圆的参数，可以实现图像中的形状检测和形状分割，从而用于目标识别和图像分析。
其他领域的应用1. 统计学：椭圆和双曲线在统计学中有重要的应用。
例如，在概率论中，椭圆是多元正态分布的等高线表示，可以用于对复杂多维数据进行建模和分析。
2. 交通规划：椭圆和双曲线可以用于交通规划和城市规划中的道路设计。
各种钻具组合设计方法
一、直井下部钻具组合设计方法(一)钻铤尺寸及重量的确定1.钻铤尺寸的确定(1)为保证套管能顺利下入井内，钻柱中最下段（一般不应少于一立柱）钻铤应有足够大的外径，推荐按表1选配。
表1：与钻头直径对应的推荐钻铤外径钻头直径钻铤外径142.9～152.4 104.7～120.6158.8～171.4 120.6，127.0190.5～200.0 127.0～158.8212.7～222.2 158.8～171.4241.3～250.8 177.8～203.2269.9 177.8～228.6311.2 228.6～254.0374.6 228.6～254.0444.5 228.6～279.4508.0～660.4 254.0～279.4(2)钻铤柱中最大钻铤外径应保证在打捞作业中能够套铣。
(3)在大于190.5mm的井眼中,应采用复合(塔式)钻铤结构(包括加重钻杆)，相邻两段钻铤的外径差一般不应大于25.4mm。
最上一段钻铤的外径不应小于所连接的钻杆接头外径。
每段长度不应少于一立柱。
(4)钻具组合的刚度应大于所下套管的刚度。
2.钻铤重量的确定：根据设计的最大钻压计算确定所需钻铤的总重量,然后确定各种尺寸钻铤的长度,以确保中性点始终处于钻铤柱上，所需钻铤的总重量可按式(1)计算：Wc= PmaxKs/K f (1)其中：K f=1-ρm/ρs式中：Wc——所需钻铤的总重力，kN；Pmax——设计的最大钻压，kN；Ks——安全系数，一般条件下取1.25，当钻铤柱中加钻具减振器时，取1.15；K f——钻井液浮力减轻系数；ρm——钻井液密度，g/cm3；ρs——钻铤钢材密度，g/cm3。
(二)钟摆钻具组合设计1.无稳定器钟摆钻具组合设计：为了获得较大的钟摆降斜力,最下端1～2柱钻铤应尽可能采用大尺寸厚壁钻铤。
2.单稳定器钟摆钻具组合设计(1)稳定器安放高度的设计原则：a.在保证稳定器以下钻铤在纵横载荷作用下产生弯曲变形的最大挠度处不与井壁接触的前提下,尽可能高地安放稳定器。
第3章定向钻井常用工具及仪器
3-1 无磁钻铤 3-2 螺杆钻具 3-3 测斜仪器
3-1 无磁钻铤
1、作用：为磁性测斜仪提供一个没有局部磁场干扰的工作 环境，防止磁罗盘读数失真。
磁性测斜仪测量井眼数据时，磁罗盘必须与地磁场相符合， 所在的钻柱处不能有使罗盘读数失真的局部磁场。
普通钢钻铤容易被磁化，尤其在接头处还会形成“磁极”， 由此产生的局部磁场会使磁罗盘的读数失真。
结构及工作原理：壳体和万向轴。
a) 直螺杆钻具的万向轴壳体无弯角，而弯壳体 螺杆钻具的万向轴壳体带有弯角。
b)万向轴有几种不同的结构形式，普遍采用瓣 型连接轴和挠性连接轴。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
D、传动轴总成
作用：将马达的旋转动力传递给钻头，同时
承受钻压所产生的轴向和径向负荷。
结构及工作原理：
3-2 螺杆钻具
1、基本结构
由四部分组成，从上至下依次为： • 旁通阀总成； • 马达总成； • 万向轴总成； • 传动轴总成。
3-2 螺杆钻具 1、基本结构
A、旁通阀总成
• 作用：停泵时使钻柱内空间与
环空沟通，避免起下钻和接单根 时钻柱内钻井液溢出污染钻台， 影响正常工作。
旁通阀是螺杆 钻具的辅助部
MT T p Q
nT 60Q / q 1
M T 2 p q
NT p Q
q —马达每转排量，是一个结构参数，仅与线型和几何尺寸有关。
螺杆钻具为容积式马达，马达的输入流量和作用于两端的压力降差 决定了钻具的基本性能。
3-2 螺杆钻具 4、工作特性(外特性)
（1）理论工作特性
d) 常规螺杆钻具的传动轴外壳上不带稳 定器（水平井用的螺杆钻具除外）。
双曲几何与现代科技中的应用
双曲几何与现代科技中的应用双曲几何是一门研究双曲线的几何学科，它是欧几里德几何的拓展和推广。
尽管在古代并不是非常流行，但在现代科技中，双曲几何已经成为许多领域中不可缺少的一部分。
本文将探讨双曲几何在现代科技中的应用，并介绍一些相关的领域。
一、 GPS技术GPS（全球定位系统）是一种基于卫星的导航系统，它是一种使用双曲几何技术进行定位的系统。
卫星发射的信号被接收器接收后，可以计算出发射信号到达接收器所需的时间差，由此可以计算出接收器到卫星的距离。
通过至少三个卫星的信号，可以确定接收器的位置。
由于地球不是平面而是弯曲的，所以需要使用双曲几何来计算卫星信号的传输路径。
因此，双曲几何在GPS技术中发挥了非常重要的作用。
二、光学在光学领域中，双曲几何也扮演了重要的角色。
在物镜设计方面，双曲面和双曲线都被广泛用于设计非球面透镜。
由于双曲度数的特殊性质，它可以让光线集中在特定的焦点处，从而达到传递或聚焦光线的目的。
在激光聚变技术中，双曲线型反射器经常被用来反射激光束，并将其聚焦在一个小点上。
双曲面望远镜折射面的形状也是双曲线，这种望远镜以其精确的图像和丰富的深度透视效果而著名。
因此，双曲几何在光学中的应用是不可或缺的。
三、电磁学电磁场的传输和辐射在电磁学中是一个非常重要的概念。
这些过程常常涉及到双曲线和超双曲线的方程。
例如，在电磁波发射和接收中，双曲面和超双曲面被用于表示发射点和接收点之间的距离。
在电磁波的反射和折射中，双曲面和超双曲面也被用于描述电磁波反射和折射的行为。
四、计算机科学在计算机科学领域中，双曲几何也有很多应用。
例如，在计算机图形学中，双曲几何可以让开发人员更容易地表示非欧几里德空间中的图形。
在计算机视觉和图像处理中，双曲几何可以帮助开发人员处理三维和高维数据。
最近，双曲几何被应用在人工智能和机器学习领域中，用于数学模型的计算和优化。
总之，双曲几何在现代科技中的应用是广泛而深入的。
从GPS 技术到计算机科学，再到光学和电磁学，双曲几何无处不在。
定向井井眼轨迹控制与造斜段施工技术应用探讨
定向井是一种能结合 寸 初 始方向钻达 目标位置， 并和井 口产生一 钻具多用于强行扭方位 ， 并不适合于复合钻进。且由于加工精度的因素 ， 定距离的井 ， 其有节约井场用地 ， 减轻钻井成本 ， 便于后续采油工程管理 即便钻具 的弯角相同， 造斜率也可能还是有一定差别 ， 通过改变钻压， 调 等功能。 有效的应用定向井施工技术， 能极大促进石油天然气等地质矿产 整工具面都能使造斜率 发生改变， 此外， 造斜率还会受到地层特性因素的
科技 论坛
・ ４ ３・
定 向井井 眼轨迹控制 与造斜段 施工技术应用探讨
曹 永 斌
（ 宁夏 煤 田地 质 局 ， 宁夏 银 川 ７ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 定向井钻井技 术最初 于十九世纪被运用进石 油钻 井中， 定向井主要是指 沿着最初预 定的 井眼轨迹钻达 目标 的井 ， 定向井轨 迹控制技术是定向井全井施 工中的关键技术。定向井可 以有效控 制钻井成本 ， 具有较 强的经济效益 ， 国内目前 已有不少油田都 采用 了定 向井。在定 向井施工过程 中， 结合钻井 目的及钻 井所在地 区的 实际地质情 况， 进行 直井段的 防斜打直、 把好定向造斜 关以及对稳斜井段进 行跟踪控制直至穿过靶 点等都是 至关重要的。本文对定向井井眼轨迹控 制以及“ 三段 ” 中的造斜段施 工技术的应用进行 了相应的探析。
钻探开发。而定向井井眼
影响。
施Ⅱ微 率， 因此， 对定 向井井眼勒过讨 空制以及造祭｝ 段的施 技 术进行探讨 ２ ５扭方 信 － 工 。当井眼轨迹 ． 位出现渭 夥 量过 大时， 经过预测极 是十分有必要的。 有可能脱靶 ， 此时 粥井 眼轨迹的前进方向强行扭转过来， 也就是俗称 １定向井井眼轨迹控制 的扭方位 ， 这样才自 量贴合没计轨迹达到中靶 目的。 定 向井中很难 １ ． １ 基本概念。 井眼 技术能通过持续控制井眼的前进方向， 准确控制好方位， 方位会受到钻具组合及钻井参数 的双重影响， 因此 ， 为 量 占 合， 从而使实钻井眼顺着最初设计的轴线 了加强对定 向井方位的把控 ， 实际扭方位过程中， 应注意这几点 ： ①扭方 钻达 目 关键技 标靶区， 。 井眼 嗣 ， 是定向井全爿： 舡 中的 位钻具组合的结构与钻进参数基本等同于常规定向造斜钻具的结构和 参数 ； ②扭方囱沲工府， 趋 用可钴陛和稳定隘 教 强的地层； ③因深 井形 １ ２勒迥ｊ 空 制的原则 。井眼轨迹控制应谨遵 的原则 主要体现在这 几 成的反扭角较大， 故扭方位缸 多采用随钻测斜仪配合作业； ④全力扭方 点： ①确保能中 靶的同时， 还应使钻进效率获得有效提升 ， 若钻具组合或 位时往往会导致井斜角减小， 因此扭完方位后， 需再通过增斜手段调整井 测斜仪器更换过于频繁， 无疑会加大钻井成本 ， 并使井下状况更为复杂。 斜角 ， 确保得到较好的井眼轨迹。 ②尽可能多的使用转盘钻的扶正器钻具组合来进行控制 。③由于地层因 ｚ ６造斜Ｂ 揽 工技术 揽。 造 立 程是 从造斜点处 龆 离井口 铅 素很有可能使钻头出现不对称切削， 又或使井斜、 方位产生偏移， 因此 ， 进 垂线沿设计中靶方位增斜钻进的过程， 其关键任务是使钻头偏离井 口铅 行勒迹设ｉ 相寸 ， 应最大限度贴合钻井工区实际的地质条件， 通过加强对地 垂线 ， 在设计方位角上逐渐增大井斜角 ， 使井底产生位移并逐渐靠近靶 层 自然规律的运用 ， 以降低用工具进行轨迹控制 的时间。 点。 因此， 选择合适的工具尤为重要。 比如， 下井的增斜钻具结构必须符合 ｌ ３定向此 ］ １ ７ 拙 １ 眼轨迹剖面优化谢 ＿ ｝ 技 术。—般 甲方地质 ｒ 部门会 设计要求， 这样才能促进施工效率的最大化， 若增斜钻具不能达到良好的 在每 口定向井施工前结合邻井钻探、 油藏评价以及地震资料等具体情况， 增斜效果或不利于钻井效率的提高 ， 应及时进行调整或更换 ， 还需谨遵设 对井 口与井底位置予以确定， 给出地质设计并作为工程设计的依据。 结合 计规范或定向技术人员制定的钻井参数施工。 当钻具刚性较大时， 下钻要 地质与工程的总体要求 ， 从多条轨迹剖面中择优选 出最终的定 向７ ４ ＋ ｒ － 丌 ｔ ４ － 眼 密切注意遇阻隋况， 地层较软时防止钻出新井眼， 并按照测井数据及时作 轨迹 ， 这样即确保 了地质 目的的实现 ， 还有利于促进钻进工程的顺利完 图， 对井眼轨迹的实际隋形进行详细的分析。造斜段施工中， 每钻完—个 工。常用定 向井井眼轨迹设计主要有三种形式可供选择 ， 即直 一增 一 稳 单根 ， 均要求对井底数据进行测量与分析 ， 看是否达到了预期目的， 一旦 三段制剖面 、 直一 增一 稳 一降四段制剖面以及直 一 增一 稳 一降 一 稳五段 发现与预期不符便应及时对定向参数进行调整或更换钻具组合目 。 在造斜 制剖面 在长期的摸索与实践下 ， 总结出了三段制剖面为首选定向丌 － Ｈ － 丌 － Ｉ ＋ 过程中， 对造斜工具造斜率的控制并不容易， 井斜变化率过高或过低都不 针对这一情形， 可在施工过程中连续定向两单根 ， 求得 眼轨迹剖面设计形式， 其剖面形式较为简单 ， 造斜井段短， 且轨迹控制的 利于井身的质量， 操作 Ｉ 生 强。 螺杆的实际造斜率 ， 并结合井眼曲率带来的瞬陛， 计算出每单根滑动钻进 ２定 向井造斜段施 工技术 与复合钻ｊ 的比咧， 最大程度减少没计轨迹造斜率与实际造斜率之间的 ２ １造斜工具的定向方法。 造斜工具的定向方法有两种 ， 一种是地面 差值， 增大井眼的光滑度， 为井身质量的保证、 深部施工、 下套管及后期开 定向法 ， 另—种则是井下定向法。 其中的井下定向法又可以进一步细分为 发提供便利条件。 单点定向、 陀螺定向 、 有线随钻定 向以及无线随钻定向等多种定 向方法 结束语 川 综 所述 ， 定向井施工本身是—个较为复杂的多学科的系统工程， 随 ２ ２定向造斜工具。 定向造斜工具主要分为三种， 即定向弯接头 ＋ 螺 着近些年钻井工艺得到突飞猛进的发展， 定向井施工从起初只是简单 的 杆钻具 、 单弯螺杆定向造斜钻具、 双弯螺杆定向造斜钻具日 ０ 这三种造斜工 定向井发展 ， 再到现今的大位移水平井 、 多分支井 ， 定向井施工技术已被 具各有优劣， 定向弯接头 ＋螺杆钻具的优势便在于结构 比较简单， 其不足 越来越多的运用在油气钻井工程中。 其中， 钻井速度从始至终都受到定向 则是造斜效率低下 ， 且钻头偏移大； 单弯螺杆定 向造斜效率高 ， 但是万 向 井井眼轨迹控制技术的限制 ， 因此 ， 本文首先探讨了定向井钻井技术， 并 轴受力复杂 ； 双弯螺杆钻具能通过改变弯外壳 ＋ 弯接头组合结构弯角的 基于井眼剖面优化 ＿ ｝ 技术的基础上 ， 对井眼轨迹控制与造斜段施工技 大小 ， 达到调 整造斜 率的 目的。 术的应用进行了相应的探析。 参 考文献 ２ ３造斜井段施工要求分析。 采用随钻跟踪测斜 ， 计算和作图结合预 测井眼轨迹变化趋势 ， 比如 ， 当造斜率不符合要求时， 需及时采取相应措 【 １ 】 王清江， 毛建华， 曾明昌， 王丽， 李荣， 郝仕东． 定向井井眼轨迹预测与控制 Ｉ ｌ 钻采 ＿ Ｔ ＿ ￣ ， ２ ０ ０ ８ ， ０ ４ ： １ ５ ０ － － １ ５ ２ ＋ １ ４ 施对造斜率进行调整； 钻进时需以设计的钻进参数为依据 ， 要求司钻送钻 技 术【 均匀， 缩／ Ｊ 、 井眼曲率的变化幅度 ， 使井眼轨迹更为圆滑 ； 井斜方位的变化 ｆ ２ １ 刘永 旺， 吕杰， 苗同勇， 高金亮， 王庆峰 小井眼三维绕障定向井井眼勒． ｉ 痤 控 要把控好， 若因地层等因素导致方位出现严重漂移 ， 出现脱靶可能 ， 或钻 制技 术 与实践『 新疆石 油天然 气２ ０ ０ ９ ， ０ ３ ： ６ １ ． ６ ４ 十 ７ － ＆ 至邻井安全限定区域内时 ， 应使用造斜钻具及时对方位角进行调整。 ｆ ３ ］ 赵兵． 定向井井眼轨迹不确定性分析叽录井－ Ｔ ． － ￣， ２ ０ １ ２ ， ０ ３ ４ ５ － ． ４ ８ ＋ ７ ５ ＋ ０ ０－ － １ ０１ ． ２ ． ４井斜角变化率的控制。目 前， 定向井施工多使用弯螺杆钻具组合 １ ４ １ 于永 南， 王晖， 吕英民， 帅健． 定 向井与水 平井 井眼轨迹 控 制专 家 系统 石 对井眼轨迹进行控制， 造斜率会受到钻具组合长度的影响， 这一点在“ 四 ［ 合一” 钻具组合中表现尤为明 显； 弯壳体螺杆结构弯角度数—般在 ０ ｏ～ 油大学学报伯 然科学版ｋ １ ９ ９
双十字轴万向节中间轴相位角优化设计
双十字轴万向节中间轴相位角优化设计双十字轴万向节是一种常用于汽车和工业机械中的连接部件，能够在转动时承受不同角度和转速下的载荷和振动。
中间轴的相位角是指两端连接双十字轴的连接点之间的夹角，是影响万向节连接性能和寿命的一个重要参数。
本文将介绍双十字轴万向节中间轴相位角的优化设计方法。
1.背景分析双十字轴万向节在传动系统中起到了十分重要的作用，能够解决传动系统在转动时产生的差速和偏差问题，因此被广泛应用于汽车和工业机械领域。
在双十字轴万向节的设计过程中，中间轴的相位角是一个十分重要的设计参数。
合理地优化这个参数能够提高万向节的传动性能，防止万向节在高负载下的断裂和磨损。
2.中间轴相位角的优化设计中间轴相位角是一个非常关键的参数，它直接影响到万向节的耐久性和传递性能。
中间轴相位角过大或过小都会导致双十字轴万向节出现失速或者不平衡的情况，最终会对整个传动系统产生严重的影响。
因此，在设计中间轴相位角时，需要考虑以下几个方面：（1）载荷分析：需要对双十字轴万向节的工作条件和负载情况进行分析，以确定合适的中间轴相位角范围。
（2）计算及仿真：根据双十字轴万向节的参数和工况，在计算机上进行分析和仿真，确定最优的中间轴相位角范围。
（3）实验验证：通过搭建测试样机，验证所设计的中间轴相位角方案是否符合实际工作条件，并根据测试结果对中间轴相位角进行修正和优化。
通过以上一系列工作，可以得出一个较为合理的中间轴相位角范围，并获得最优的设计结果。
3.结果分析通过对双十字轴万向节中间轴相位角的优化设计，可以得到如下结果：（1）中间轴相位角的优化设计能够提高双十字轴万向节的传动性能和寿命。
（2）中间轴相位角范围的确定需要考虑到传动系统的工作状态和负载情况，以确保设计结果的可靠性。
（3）中间轴相位角的优化设计需要经过计算和仿真验证，并进行实验验证，以得出最优的方案。
4.总结通过对双十字轴万向节的中间轴相位角进行优化设计，能够提高万向节的传动性能和寿命，保证传动系统的正常工作。
空间RSSR机构的优化设计与应用
空间RSSR机构的优化设计与应用孙亚军;王琪【摘要】为了实现空间运动的传递,应用空间RSSR机构解析法中的矢量回转法和旋转矩阵法建立传动杆系与转向梯形的空间数学模型.参考FSAE赛车后悬数据,根据双阿卡曼定理,以转向过程中后轮内外侧实际转角和理论转角偏差的绝对值作为目标函数,应用MATLAB完成空间转向梯形的优化设计,导出转向梯形输入与输出运动关系曲线,根据转向梯形优化后自变量取值绘制传动杆系运动关系曲线,得出后轮转向杆系的角度传动关系,最后利用ADAMS建立仿真模型并进行运动仿真,验证理论分析的合理性,为减速装置(蜗杆传动)的传动设计提供基础.%In order to achieve thetransmissionof spacemotion,employing the vector rotation and rotationmatrix methods of the space RSSR analytic method to establishthe spacemathematical model of the transmission rodsystemand the steering trapezoid.Referring to FSAEtest racing car rear axledata,according to the doubleAckermanntheorem,take the absolute values ofthe rear wheel inward and outward actual steering angles and theoretic steering angle deviation during the steeringprocessas the objective function,use MATLAB to complete theoptimized designof the spacesteering trapezoid,derivethe inputandoutput motion relation curve of the steeringtrapezoid,draw the motion relation curve of the transmission rodsystem based onthe argument values afierthesteeringtrapezoid optimization,and concludethe angle drive relation ofthe rear wheel transmissionleversystem.The ADAMS simulation model is established and kinematicssimulation is done to verifythe rationality of the theoretical analysis,to provide the basis for the gear ratiodesign of the reduction gear(wormdrive).【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P27-30)【关键词】后轮转向传动机构;优化设计;RSSR;空间运动学;运动学仿真【作者】孙亚军;王琪【作者单位】太原理工大学机械工程学院,山西太原030024;太原理工大学机械工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH16车辆转弯时，汽车的四轮转向技术可以改善其低速下的机动灵活性和高速下的操纵稳定性[1]。
煤矿采煤机拖缆装置优化及应用
煤矿采煤机拖缆装置优化及应用摘要：在我国快速发展过程中，煤矿是我国发展中的重要能源，拖缆装置是采煤机重要配套装置，拖缆装置安装在刮板输送机拖缆槽内与采煤机供电电缆连接，采煤机割煤移动时通过拖缆装置带动电缆随机移动，所以拖缆装置的结构性能直接影响着采煤机稳定运行；但是当前煤矿采煤机拖缆装置在实际应用时存在很多缺点，如拖缆时电缆夹板易出现偏移、损坏，从而很容易破坏采煤机电缆，不仅影响着采煤机正常采煤，而且增加了设备维修费用。
对此，余吾煤矿通过技术研究，决定对N1206工作面采煤机原拖缆装置进行优化改进，改进后的拖缆装置在实际应用时不仅降低了拖缆故障率，提高了采煤机运行效率，而且减少了设备维修费用。
关键词：采煤机；拖缆装置；优化改进引言在煤矿井下的综采工作面采煤流程中，由于采煤机的拖拽使得电缆夹发生反复运动。
在采煤机发生反复多次短程往返的情况下，尤其是在斜切进刀的时候，容易引发电缆夹产生再一次弯折的问题，更有甚者，可能会产生多次叠加弯折问题，将严重造成电缆夹产生一系列的故障问题，比如刮卡、拉脱、挤伤、断裂、线缆出槽以及磨损等。
本研究尝试设计智能化的采煤机线缆联动体系，为处理该问题提出新思路和新方向。
1拖缆系统运行原理本体系的设计原理是运用动滑轮组的特点，采煤机电缆夹盘绕在拖缆小车的拖缆滚轴上，控制系统实时读取采煤机的运行方位、速率、部位等有关性能参数，控制拖缆驱动部运行，驱动力传送选择特别适合矿山开采长运距、重载运行的链条传输动力，完成拖缆小车和采煤机的同步追随，二者之间一直维持方位一致、速率V拖缆=V采煤机/2的关联，持续保持采煤机电缆线具有稳定的支撑力，不产生二次折弯。
2煤矿采煤机拖缆装置优化及应用2.1PLC程序设计a)初始化。
该过程主要用于对PLC程序运行涉及相关变量的初始回复，其中，布尔型变量通常初始为False，非布尔型变量通常初始为0。
b)CAN通信建立过程。
该过程主要用于实现PLC装置与变频装置及人机交互装置间的通信联系，确保各参数配置达标。
双曲颌垫舌簧设计单
双曲颌垫舌簧设计单一、双曲颌垫舌簧设计的基础理念1、说到双曲颌垫舌簧设计，可能有些人会觉得这听起来有点儿高深莫测。
别急，别急，咱们慢慢来。
其实呢，它的基本原理很简单，就是通过对舌簧的设计，达到更好的振动效果，从而改善乐器的音质。
这么说，你大概明白了吧？它和传统的舌簧设计有所不同，运用了双曲面这一特殊结构，能够使舌簧在演奏时更加稳定，也让音质更加清脆动听。
说白了，就是让你吹得出来，听起来好听。
2、简单归简单，想要把双曲颌垫舌簧做得既有技术感又有艺术感，那可真不是件容易的事。
你得考虑舌簧的厚度和材料，甚至连空气的流动都得精细调整。
因为舌簧一震动起来，整个声音都跟着它的频率走。
如果舌簧的设计没到位，声音就会变得沙哑，或者太尖锐，根本没有那种让人陶醉的感觉。
所以啊，设计师在做这块工作时得费些心思，像是调音师一样，得精准把控。
3、那这设计的过程中，有几个要点特别重要。
舌簧的形状得做得符合双曲线的弯曲度，不能过直也不能过弯，得有一个恰到好处的曲率。
舌簧的材料是关键，常见的有金属和复合材料两种，不同材料的声音效果差别可大了。
颌垫的设计更是必不可少的。
它不仅支撑着舌簧，还能够影响到振动的效果，进而决定最终的音色和音量。
所以，设计师得全方位考虑这些细节，才能做出既好看又好用的双曲颌垫舌簧。
二、如何打造一个完美的双曲颌垫舌簧？1、想要打造一个完美的双曲颌垫舌簧，首先得从选材开始。
要知道，这个舌簧就像乐器的心脏，材质好坏直接影响到音色的高低起伏。
你可以想象，如果材料不合适，舌簧发出来的声音就像是掉进了水里的石子，沉闷又无趣。
金属舌簧给人的感觉比较锋利，音质尖锐，而复合材料的舌簧则能提供更多的温暖感。
选择合适的材料，简直就像是选演员一样，得选一个合适的“主角”。
2、接着是形状的设计。
双曲颌垫舌簧之所以与众不同，就是因为它的曲面设计。
这种曲面能够让舌簧在振动时更加稳定，不会出现像平面舌簧那种容易产生的“抖动”问题。
就好像你穿上了合身的鞋子，走起路来才会稳健舒服。
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异向双弯工具优化设计与应用
摘要：本次要设计的异向双弯工具针对新疆吐哈油田鄯勒区块J2X 地层易斜，采
用常规钻进，井斜较大，钻速不高等特点，通过ABAQUS 软件，优化设计了新
的?165mm 异向双弯防斜钻具，同时在制造过程中采用新型铸造工艺。
在降低井
斜的情况下，取得了提速约74%的良好效果，达到了预期目标。
关键词：异向双弯；铸造工艺；液力推进器；井斜中图分类号：TE921 文献
标识码：A1 引言吐哈油田地层倾角大，防斜打快问题十分突出，2006 年吐哈油
田研发了防斜打快集成配套技术，解决了易斜区块中上部地层的防斜打快问题。
但在鄯勒、葡萄沟区块的下部J2X 井段（2800~3500m）由于煤层发育，地层复杂，为保证井下安全，只能采用光钻铤和液力加压防斜两种钻具结构，钻压得不到释放，井斜得不到有效控制，鄯勒区块完井电测数据显示3000~3500m 井段井斜在
15~20°之间；牛东区块在1500m 以后方位固定不变，井斜问题突出，地层破碎坍塌，只能采用常规钻具吊打防斜。
针对这些问题，在总结各种防斜钻具组合的基
础上，吐哈油田设计研发了异向双弯工具。
2 异向双弯工具的优化设计2.1 异向双弯工具三维模型的建立利用Pro/E 软件
建立如图3 所示的异向双弯工具的三维模型。
其中偏心角为3.0°，弯壳体直径为185mm，扶正器直径214mm，扶正器高度24.5mm，上稳定器到下拐点的距离为4500mm，下稳定器到钻头距离为1200mm。
图1 异向双弯工具Pro/E 三维模型2.2 异向双弯工具有限元模型的建立将画
好的异向双弯三维模型图保存为STEP 格式，并导入ABAQUS 中。
依次经历材料的赋予，装配，设置分析步，以及载荷的赋予和边界条件的施加，网格的划分等，
图2 是异向双弯工具三维模型网格的划分，图3 是异向双弯工具的Von-Mises应
力云图。
图2 异向双弯工具网格的划分图3 异向双弯工具Von-Mises 应力云图2.3 异
向双弯工具优化设计过程2.3.1 端部直壳体设计根据实际现场应用情况，假定转
速为55r/min，弯角为1.5°，且扶正器位置距离钻头为1600mm，中部直壳体长
度取5100mm。
在ABAQUS 中，这些因素保持不变的情况下，钻压取50kN 来进行分析，取不同的端部直壳体的长度，钻具侧向力大小表1 所示：表1 端部直壳体
长度变化及受力情况
随着端部直壳体长度的逐渐增加，钻具侧向力则呈下降趋势。
但端部直壳体
的长度位于300mm 到500mm 的时候影响最大，可以在实际设计应用中在此区段
改变端部直壳体的长度以取得较好的实际防斜效果。
2.3.2 中部直壳体设计假定转速为60 r/min，弯角为1.5°，且扶正器位置距离
钻头为1600mm，同样，在这些因素保持不变的情况下，钻压取50kN来进行分析，取不同的中部直壳体长度，钻具侧向力受力如表2 所示：表2 中部直壳体长
度变化及受力情况
随着中部直壳体长度的逐渐增加，钻具侧向力呈下降趋势。
在实际应用中如果需要增加防斜效果，则可以适当减小中部直壳体的长度。
2.3.3 铸造工艺优化在异向双弯工具铸造中，将TRIZ 理论应用于铸造工艺优
化中，能够解决工艺问题冲突，显著改进工艺，满足生产需要。
异向双弯工具铸造工艺优化步骤：描述铸造缺陷；确定根本原因；分析及确
定各级影响因素；利用TRIZ 物场模型分析各最小子问题并识别、确定TRIZ 冲突；建立TRIZ 标准问题；根据40 发明原理或76 标准解，分别求解TRIZ 标准解，求解专业解并最终确定铸造工艺优化方案。
3 现场应用本次新设计的配合有液力推进器的异向双弯工具在勒1-8井、勒
4-15 井J2X 地层进行了试验。
3.1 钻具组合结构?216mm3A+ ?165mm 液力推力器×5.3m+ ?165mm 异向双弯
×7.13m+?159mmDC×6m+127mmDP3.2 试验结果勒1-8、勒4-15 入井井斜初始角分
别1.7°、3.2°，通过异向双弯短节在鄯勒区块J2X 地层的试验，井斜同比常规钻具
降低，机械钻速提高到3.67m/h，相比常规钻具组合，提高幅度达74%；其中勒
4-15 井井斜变化幅度比较大，最高达10°，降斜效果不好，究其原因，在该井实
际操作过程中，钻压为180kN，钻头上的一部分钻压实际上是由钻铤重量提供的，因此造成了钻具弯曲变形，从而影响了钻具纠斜能力，导致井斜偏大。
4 结论1）使用ABAQUS 有限元分析软件分析了端部直壳体的长度和中部直
壳体的长度，弯壳体的偏心角，钻压等设计参数的变化对钻具纠斜能力的影响，
为改进优化钻具设计，提供了必要的技术支持。
2）在ABAQUS 有限元分析的基础上，新设计的异向双弯防斜钻具组合利用
异向弯壳体及单边扶正器结构，简化钻具，抗弯防斜，增加环容，释放钻压，并
采用新的铸造工艺方案，制造出的异向双弯工具能够较好的解决了吐哈鄯勒区块
易斜地层钻井的“防斜”和“快打”的矛盾。
3）经过现场试验，可以证明新设计的?165mm 异向双弯工具配
合?165mm×5.3m 液力推力器与?216mm3A（钢齿钻头）使用，能够满足该区块
J2X 地层，地层倾角在45°~60°之间的216mm 井眼防斜快打的需要。
参考文献：[1]帅健，于永南，洪学福.短弯外壳导向钻具的造斜率计算[J].石
油钻采工艺，1996，18（1）：4-9.[2]冯艳宏.基于ABAQUS 的混合陶瓷深沟球轴
承摩擦接触问题数值分析[D].天津：天津大学，2007.。