CAD在牙轮钻头设计中的应用

2022-09-11

对于齿面结构如何进行设计提升是当前三牙轮钻头设计中的重点内容, 届齿面结构顾名思义就是在牙轮外部位置上避免的结构, 在钻井过程中与地面进行接触, 能够实现对岩石的破碎以及提升其性能, 因此下面文章主要对相关问题进行介绍。

1 用VBA进行Auto CAD二次开发的特点

VBA (Microsoft visual basic application) 是一个为编程设计的技术开发环境, 在Auto CAD之中直接嵌套, 能够实现更加高技术的开发能力, 通过一系列操作在Auto CAD系统内部进行执行, 通过This Drawing对文档以及技术方式进行访问, 通过链接将其属性以及对象实现访问目的, 这样对于执行速度进行了最大限度提升, VBA能够实现基本数据操作, 同时所得到数据软件能够更加接近, 是在开发中最为理想的工具。

2 系统结构组成

2.1 设计参数

(1) 在设计过程中的主要任务包括以下几个方案:钻头的分类以及直径、井段及地层数据、钻井的使用指标、参数以及其他特殊要求;

(2) 钻头基本参数为:牙轮配置方式、牙爪轴倾角、轴承副的配置方式及尺寸、牙轮轴线偏移值、牙爪C点尺寸、齿形规格及齿排数要求和连接丝扣类型。

(3) 尺寸参数在牙轮外形中的相关要点:牙轮总高、牙轮副锥角、牙轮背锥角、牙轮主锥角、牙轮底圆直径和牙轮体最大直径。

(4) 初始牙轮体轮廓尺寸包括:牙轮主副锥交点到牙轮底平面距离、牙轮主锥长度、牙轮副锥长度和牙轮背锥高。

2.2 设计功能

1) 界面管理模块的设计

为了让设计人员能够更加直观的查看和操作本系统, 通过界面管理中的各项设计就需要进行注意, 保证操作中实现方便同时操作直接为原则, 将信息共享的方式进行灵活设置, 系统是基于Auto CAD技术进行开发利用的, 因此将一些传统的界面保留在系统当中, 能够更加方便用户去操作, 如果用户要自己设置界面, 也尽量保持同一种风格。

2) 钻头齿面结构设计模块

在三牙轮钻头设计中, 如何综合设计和分析井底击碎图和齿圈啮合图至关重要, 通过将啮合度的把握提升钻头各方面性能, 提升工作效率和准确度, 在本系统中通过参数化的设计方式, 在对话框中将相应参数运用于其中, 通过其特征表现, 形成坐标文件, 通过Auto CAD二次开发, 实现井底击碎图和啮合图绘制过程图形的设置。

3) 参数化绘图模块

运用自动化绘图模块进行三牙轮钻头辅助设计的过程中, 用户需要根据完整的参数设计在对话框中进行设计, 通过软件程序读入以特征点位置坐标为源数据并形成文件, 从而使得绘图程序得到完整的设计参数。对这些关键参数运用VBA编程语言进行三牙轮钻头的绘制, 其中包括钻头的齿合图以及井底的击碎图, 并对绘制图纸的尺寸以及形位公差进行文字性标注。具体操作过程中设计人员可以使用Auto CAD的自定义菜单输入相应的参数, 程序就会根据参数自动加载三牙轮钻头的具体设计数据, 并生成具体的图纸。

4) 数据库管理模块的设计

在对数据库模块设计中, 通过将VBA控制库进行应用, 将数据控件排除在外, 通过Ms FLex Grid等网格类控件实现与数据库之间的信息进行连接, 数据库中的信息通过文本框或者是列表形式将各种信息连接耆老, 在对关系模型数据库方式管理中, 将DAO应用与其中, 实现安全性和广泛性, 文章中所提设计系统通过DAO技术的应用创建了数据库, 在对三牙轮钻头设计中设计到非常多数据, 需要进行大量的查询和存储, 因而采用Access2003系统建设数据库。方便对数据进行查询以及储存。

综上所述, 从国内对于三牙轮钻头的设计来看, 总体设计水平还不高, 与国外相比无论是从产品开发还是从质量上有着一定差距, 文章当中的相关技术研究工作主要就是将现有的设计方式进行改进和提升, 将设计水平和工作效率进行一定的提升措施完善, 同时石油钻井技术发展和壮大, 对于我国石油事业的发展有重要意义。

摘要：经济的发展带动了我国石油工程的发展, 在钻井活动中三牙轮钻头是其中重要开发工具中的一种, 钻头是否有较高的质量以及性能对于后期钻井工艺进行中的速度有重要影响, 另外也能够降低钻井的成本, 从三牙轮钻头本身的结构组成来看, 各种成分非常复杂, 同时在进行齿面结构设计中, 相关参数和工艺的计算非常复杂, 在其中涉及到非常多计算公式以及利用参数, 同时还需要反复进行试验, 因此如果只是单纯依靠人工计算, 很容易出现措施, 而采用计算机辅助设计能够提升其正确率和工作效率。

关键词：牙轮钻头,CAD设计,应用