摘要：投球控制机构是一种特殊的变过流面积控制机构,广泛应用于井下控制工具中,但目前很少有专门针对投球控制机构的研究。投球控制机构可分为单次投球剪钉机构和多次投球弹簧机构,分别对这2种机构的结构与工作原理进行了分析;对小球的落体运动以及小球对球座的冲击力等问题进行了研究;对机构进行了动力学分析,建立了系统传递函数,研究了机构的控制特性,指出对于投球机构控制系统,若要提高系统的稳定性,应提高阻尼系数,或降低弹簧刚度和活塞机构质量;若要提高系统的快速性,应提高弹簧刚度或降低活塞机构质量。为保证系统的稳定性和快速性,需在实际工程设计中,找二者的平衡点。研究内容对井下控制工具中投球控制机构的设计具有指导意义。

关键词：投球控制机构 过流面积 落体运动 冲击力 控制特性 

单位：中国石油集团钻井工程技术研究院 中国石油勘探开发研究院