天然气水合物无干扰匀速绳索钻探取心工具关键部位力学分析及优化

目录

声明

摘要

符号说明

第一章绪论

1．1课题研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国内研究现状

1．2．2国外研究现状

1．3无干扰匀速绳索钻探取心工具简介和关键部位介绍

1．3．1工具简介

1．3．2影响天然气水合物岩层扰动的因素及防范措施

1．3．3关键部位介绍

1．4本课题来源及主要研究内容

1．4．1课题来源

1．4．2主要研究内容

1．4．3论文结构安排

第二章冲击装置贯入岩层的力学分析和模拟参数的确定

2．1冲击装置贯入水合物岩层理论分析

2．1．1冲击装置贯入过程受力分析

2．1．2“桩效应”现象

2．2模拟参数的确定

2．2．1钻探取心工具关键部位材料设定

2．2．2岩层围压的确定

2．2．3摩擦系数的确定

2．2．4岩层参数的确定及本构模型的选取

第三章管鞋的有限元分析及优化

3．1取心过程中贯入阻力的影响因素分析

3．2有限元分析软件前处理

3．3管鞋尺寸优化

3．3．2管鞋锥面沿轴向长度l的优化

3．3．3管鞋前锥角α的优化

3．3．4管鞋前锥面沿轴向长度l1和前锥角α组合优化

3．3．5端面尺寸δ的优化

3．4管鞋前锥面的结构变化及对比分析

3．5临界工作条件下优化后的管鞋强度分析

第四章基于LS-DYNA的管鞋贯入岩层过程仿真分析

4．1 LS-DYNA非线性有限元动力学分析程序简介

4．1．2仿真分析流程

4．2无围压下管鞋贯入岩层过程模拟分析

4．2．1LS-DYNA前处理、加载和求解

4．2．2结构尺寸优化前后管鞋贯入水合物岩层时贯入阻力对比

4．2．3不同贯入速度对管鞋应力和阻力影响规律探究

4．2．4岩层突变对管鞋最大应力和阻贯入力的影响规律探究

4．2．5仿真结果的可靠性验证

第五章薄壁冲击管的补强分析

5．1薄壁冲击管稳定性分析

5．2薄壁冲击管补强分析

5．2．1薄壁冲击管补强方式

5．2．2有限元分析前处理

5．2．3未补强与初步补强的结果对比

5．3加强筋补强结构优化

5．3．1加强筋两侧面夹角丫和数量胁的优化

5．3．2补强后的薄壁冲击管屈曲分析

6．1总结

6．2展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介