微钻试验台的可靠性研究

论文摘要

微钻试验台是实验室内从事各种微钻试验,包括岩样可钻性分析试验、金刚石钻具时效及寿命试验。根据试验结果优化金刚石钻具,对岩样进行可钻性分级,提高钻探效率,具有重大的理论和实际意义。对钻探技术的研究在国外很早就开始了,但在国内,由于我国的历史原因,起步较晚,各种理论以及设备都还在逐步完善。随着近年来,工业的发展对原油以及矿产的需求越来越大,为了提高效益,对钻探技术及钻探设备的要求也越来越高。国内一些大学都相继开始了对钻探装备的研究,微钻试验台对环境的要求不高,使用范围较广。如何合理的简化结构,增加功能,降低费用,对整个试验台系统的可靠性分析是必不可少的。本文利用武汉理工大学理学院高压所研制的新型微钻试验台为研究对象,主要做了以下工作：首先,根据微钻试验台系统的基本原理及结构组成,在常规设计的基础上对试验台的部分功能进行了优化,并对零件及系统进行了建模,并利用有限元理论及分析软件对试验台的主要零部件进行了分析计算。然后,针对微钻试验台不同的零部件采用的可靠性理论分别建立了零部件的可靠性分析模型,并对试验台系统及其零件的可靠性进行了分析计算。最后,从系统的角度出发,建立了试验台系统可靠性分析的故障树模型,并对试验台系统故障树的分支以及总树进行了定性和定量分析,确定了零部件重要度,计算了试验台的系统可靠度,据此,给出了系统的维修及维护保养的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 钻机技术及微钻试验台研究现状
• 1.2.1 钻机技术的研究现状
• 1.2.2 微钻试验台的研究现状
• 1.3 本文研究的目的和意义
• 1.4 本课题来源及主要工作内容
• 1.4.1 本课题的来源
• 1.4.2 主要研究内容
• 第2章 微钻试验台的工作原理与系统设计
• 2.1 微钻试验台的基本功能及基本系统
• 2.1.1 试验台实现的基本功能
• 2.1.2 钻试验台的基本组成
• 2.2 微钻试验台工作原理及系统结构组成
• 2.2.1 系统结构组成
• 2.2.2 工作原理
• 2.2.3 试验台的各子系统及功能实现
• 2.3 微钻试验台主要零部件的结构设计及有限元分析
• 2.3.1 主要零件的建模
• 2.3.2 试验台各主要零件的结构建模
• 2.3.3 微钻台系统的装配
• 2.3.4 试验台主要零件有限元分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 微钻试验台主要零部件可靠性分析
• 3.1 可靠性分析原理
• 3.2 微钻试验台各零部件的可靠度计算
• 3.2.1 静强度为主要失效模式的可靠度计算
• 3.2.2 疲劳强度失效模式的可靠度计算
• 3.2.3 轴承的可靠度求解
• 3.2.4 电子元器件的可靠度求解
• 3.2.5 系统其他零件可靠度
• 3.3 本章小结
• 第4章 微钻试验台系统可靠性分析
• 4.1 利用故障树分析法及其准备工作
• 4.1.1 故障树分析法
• 4.1.2 微钻试验台系统结构与功能分析
• 4.2 微钻试验台故障树的建立与系统可靠性分析
• 4.2.1 故障树的基本符号
• 4.2.2 系统故障树的建立
• 4.2.3 故障树的定性分析
• 4.2.4 故障树的定量分析
• 4.2.5 重要度分析
• 4.3 系统故障树
• 4.3.1 系统故障树的建立
• 4.3.2 系统故障树的分析
• 4.4 系统故障树的应用
• 4.4.1 利用故障树排除故障
• 4.4.2 主要备件及维护周期的确定
• 4.5 本章小结
• 第5章 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢