本文關鍵詞：旋轉導向鉆井工具導向力分配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當今鉆井業(yè)的發(fā)展趨勢是鉆井技術的智能化、信息化,而旋轉導向鉆井工具則是在這個大發(fā)展環(huán)境下的革命性產物。旋轉導向相對傳動的滑動導向鉆具優(yōu)點諸多,但是旋轉導向自面世以來,其核心技術始終掌握在國外各大油服公司手中,他們對這類新型工具實行技術封鎖,壟斷鉆井市場,并高價出租給國內施工隊伍,國內對該技術的研究仍處于初級階段,至今沒有研發(fā)出真正能夠市場化商用的旋轉導向鉆具,因此應加大對該技術的研究,盡快研發(fā)出具有我國自主知識產權的旋轉導向鉆具。本文是以大慶鉆井研究院研制的靜態(tài)推靠式旋轉導向為基本模型,采用三維小撓度法建立了帶有旋轉導向工具的底部鉆具組合靜力學方程組,采用加權余量求解法得到導向工具偏置側向力與鉆頭處導向力之間的關系;根據(jù)導向工具所需要鉆頭處導向力,得到了地面控制指令的算法;同時建立導向工具偏置機構處數(shù)學及力學模型,將整個控制平面內分成120°劃分區(qū)域和60°劃分區(qū)域,求解出兩情況下的導向力分配方案,考慮實際工作情況,優(yōu)選出60°劃分區(qū)域下的導向控制方案。最后給出旋轉導向工具三種工作模式下的工作框圖,供設計人員參考。現(xiàn)場實際應用結果表明,按照研究的旋轉導向工具導向力控制方案算法編入井下CPU后,成功實現(xiàn)了在定向井的造斜段和水平段的部分井段的鉆進,整個定向過程表明地面控制指令計算準確且井下導向力分配穩(wěn)定可行。因此旋轉導向工具的導向力力學分析研究,為完成可以進行商用化新型旋轉導向工具奠定了堅實的理論基礎。
【關鍵詞】：旋轉導向 偏置導向力 支撐翼肋 控制指令
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE921
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點摘要6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 概述9-10
• 1.2 旋轉導向鉆井技術發(fā)展概況10-12
• 1.3 國內外發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 第2章 旋轉導向BHA導向力靜力學特征分析16-34
• 2.1 底部鉆具組合模型的建立16-18
• 2.2 旋轉導向BHA導向力計算18-24
• 2.2.1 加權余量解求解18-23
• 2.2.2 旋轉導向鉆頭導向力和鉆頭偏斜角的計算23-24
• 2.3 旋轉導向工具的BHA導向力分析24-27
• 2.3.1 旋轉導向工具的偏向角對鉆頭導向力的影響24-26
• 2.3.2 旋轉導向工具的偏置力對鉆頭導向力的影響26-27
• 2.4 地面控制指令算法研究27-32
• 2.5 井下工具閉環(huán)控制分析32-34
• 第3章 靜態(tài)推靠式旋轉導向控制方案求解34-50
• 3.1 靜態(tài)推靠式旋轉導向系統(tǒng)結構及工作原理34-35
• 3.2 偏執(zhí)機構三支撐翼肋力學分析35-40
• 3.2.1 偏置機構三支撐翼肋分力求解分析36-38
• 3.2.2 偏置機構三支撐翼肋合力求解分析38-40
• 3.3 導向控制方案的求解與優(yōu)選40-50
• 3.3.1 偏置機構工作平面區(qū)域劃分40-41
• 3.3.2 導向控制方案求解模型優(yōu)化41-42
• 3.3.3 導向力分配控制方案計算42-48
• 3.3.4 導向力分配控制方案的優(yōu)選48-50
• 第4章 旋轉導向鉆井系統(tǒng)現(xiàn)場試驗50-57
• 4.1 旋轉導向鉆井系統(tǒng)古 693108平102井鉆井試驗50-57
• 4.1.1 概述50-53
• 4.1.2 試驗實施53-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-61
• 發(fā)表文章目錄61-62
• 致謝62-63

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本文編號：438182