Структура и рациональные параметры головного снаряда установок для бестраншейной направленной прокладки скважин

• Автор: Меньшенин, Сергей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 266 с. : ил.

1 Анализ состояния вопроса. Постановка задач исследований

1.1 Область применения средств и способов прокладки скважин, технология выполнения работ

1.2 Классификация кинематических пар

1.3 Анализ взаимодействия рабочего органа головного снаряда с грунтом

1.4 Технические предпосылки создания новых средств управления звеньями пространственно-ориентируемых манипуляционных механизмов

1.5 Выводы и задачи исследований

2 Обоснование способа корректирования направления движения механизма

2.1 Обобщение принципов систематизации устройств для прокладки горизонтальных скважин. Структурно-конструктивный анализ

2.2 Обоснование способа корректирования направления движения головного снаряда

2.3 Обоснование синтеза одноконтактных кинематических пар

2.4 Выводы по главе

3 Анализ структуры, кинематики и кинетостатики пространственно-ориентируемых механизмов
3.1 Структурный синтез пространственно-ориентируемых манипуляционных механизмов
3.2 Решение прямой и обратной задач кинематики для обеспечения оперативной установки выходного звена пространственно-

ориентируемого манипуляционного механизма в требуемое положение
3.3 Кинетостатический анализ силовых характеристик простран-ственно-ориентируемого манипуляционного механизма
3.4 Выводы по главе
4 Разработка установки направленной прокладки скважин методом статического прокола и кинетостатический анализ ее силовых характеристик
4.1 Расчет головного снаряда для направленной прокладки горизонтальных скважин методом статического прокола
4.2 Определение силовых характеристик привода головного снаряда
4.3 Исследование взаимодействий в системе «пространственно-ориентируемый манипуляционный механизм головного снаряда - став - грунт»
4.4 Выводы по главе
5 Экспериментальные исследования. Внедрение результатов исследований
5.1 Экспериментальные исследования принятого способа корректирования направления прокладки скважин
5.2 Экспериментальные исследования взаимодействия инструмента с грунтом
5.3 Разработка и экспериментальные исследования опытного образца головного снаряда для направленной прокладки горизонтальных скважин методом статического прокола
5.4 Экспериментальные исследования установки направленной прокладки горизонтальных скважин
5.5 Выбор оптимальных геометрических параметров внедряемых

наконечников исходя из условия управляемости
5.6 Методика расчета параметров головного снаряда установки
направленной прокладки скважин методом статического прокола
5.7 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение 1 Конструкции предлагаемых одноконтактных кинематических пар
Приложение 2 Кинематика и кинетостатика пространственно-ориентируемого манипуляционного механизма
Приложение 2.1 Программа вычислительного и графического моделирования кинематики и кинетостатики манипуляционного механизма (патент №2169069)
Приложение 2.2 Программа вычислительного и графического моделирования кинематики и кинетостатики манипуляционного механизма (патент 2168587)
Приложение 2.3 Программа вычислительного и графического моделирования кинематики и кинетостатики манипуляционного механизма (авторское свидетельство №1138317,905065)
Приложение 3 Разработка установки направленной прокладки скважин методом статического прокола и кинетостатический анализ ее силовых характеристик
Приложение 3.1 Принцип работы и описание конструкции силовой установки для прокладки скважин методом статического прокола
Приложение 3.2 Определение зависимости объема уплотнен

при осуществлении непрерывного контроля и управления по фактическому конечному результату измерений, являющихся инвариантными по отношению к многочисленным возмущающим воздействиям; формирование управляющих воздействий с учетом конкретных технологических требований к установке и условиям ее работы.
3. Способ управляемой прокладки скважин заключается в возможности осуществления корректирования направления ГС в момент разработки скважины за счет специального ПОММ с изменяемой геометрией. При этом осуществляется контроль положения выходного звена ПОММ относительно его продольной оси и положения оси снаряда относительно вертикали независимо от возможного поворота става, являющегося измерительной базой. Необходимое положение ПОММ, согласно новым принципам пространственной ориентации, обеспечивается регулируемой разностью угловых скоростей его сопряженных звеньев, вращающихся в одном или во встречных направлениях.
4. На основании синтеза одноконтактных кинематических пар можно сделать следующие выводы:
обосновано и доказано на примере образование кинематических пар на основе их синтеза из пар различного класса с учетом траекторных движений звеньев, которые адаптивны к условиям работы ПОММ ГС;
предложены две новые одноконтактные кинематические пары первого класса: на базе пары «плоскость - плоскость», обеспечивающие два дополнительных вращательных движения, и вторая - на базе пары «шар - лунка», обеспечивающая два дополнительных поступательных движения.