大变温工况下电接触件的力学特性与接触性能分析
2021-10-20肖仕红张靖柯张辉耀周士超何先友岳琳琳
中国机械工程 2021年19期
肖仕红 张靖柯 张辉耀 周士超 何先友 岳琳琳
1.西南石油大学机电工程学院,成都,6105002.西南石油大学信息学院,南充,637001
0 引言
现代钻井技术正以信息化、数字化、自动化为特点向智能化钻井阶段迈进[1]。智能化钻井是当前研究的热点,地面-井下信息的双向高效传输是其关键技术。电钻杆能高速、双向传输信号且能传输强电,是实现动力化、智能化钻井的关键设备。目前人们已开发了多种电钻杆方案,其中以冠簧式接触件为核心件的轴向式吊电缆电钻杆是一种新型结构[2]。由于电钻杆需承受上卸扣时的多次插拔,且在钻进过程中工作环境温度随着井深的增加不断升高,甚至高达150 ℃以上,这对冠簧式接触件的电接触性能、工作寿命及电传输效率提出了较高的要求。
为解决电接触件接触压力实验测量困难的问题,ABDI等[3-5]提出了一种激光测量挠度来间接计算接触压力的实验方案,并基于双簧片插入实验模型分析了簧片宽度、挠度与接触压力、插入力、接触电阻的关系。LIM等[6]结合数值和实验方法进行研究,指出电接触件制造误差以及插拔次数过多会导致接触力减小、接触电阻增大。HUANG等[7]研究了电接触件在插入及微动过程中位移、接触力、接触面积和应力状态变化规律。CARVOU等[8]分析了电接触件在循环插拔下的插入力变化,以及电接触件在不同加载电流下的温度变化规律。WU等[9]分析了不同插孔尺寸、振动对电接触件接触力和接触电阻的影响。潘俊等[10]通过仿真计算确定了影响接触件接触状态的关键参数,并通过插拔实验对仿真结果进行了验证。……
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