【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì),世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展雖然逐步放緩,但各個(gè)國(guó)家對(duì)于能源的“爭(zhēng)奪”和開發(fā)卻愈演愈烈,近幾年,國(guó)內(nèi)的油氣需求量與日俱增,非常規(guī)油氣資源如煤層氣、頁巖氣、“可燃冰”等的勘探和開采技術(shù)也進(jìn)入了攻堅(jiān)階段,在這些因素的推動(dòng)下,我國(guó)的油氣鉆井新技術(shù)得到不斷的發(fā)展和完善,帶動(dòng)了作為油氣開采的主要設(shè)備和工具的井下動(dòng)力鉆具的更新和完善。目前,井下動(dòng)力鉆具已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)鉆探、煤田和油氣鉆探領(lǐng)域。彎外殼螺桿鉆具組合作為井底動(dòng)力鉆具的一種,與其他動(dòng)力鉆具相比,其造斜能力更強(qiáng),并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、鉆速低扭矩大、過載能力強(qiáng)等特性,是目前國(guó)內(nèi)的主流造斜工具之一,在定向井、水平井、側(cè)鉆井的施工中使用廣泛。為了使彎外殼螺桿鉆具組合更好地服務(wù)于常規(guī)油氣鉆井和非常規(guī)油氣資源的鉆探和開采當(dāng)中,本文著眼于研究其在軟弱地層中的造斜能力,為解決在軟弱地層中的井眼軌跡控制提供造斜能力預(yù)測(cè)、鉆具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及鉆井工藝參數(shù)優(yōu)化的方法和思路。本文在充分調(diào)研彎外殼螺桿鉆具組合力學(xué)分析模型以及造斜趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上,對(duì)目前下部鉆具組合的靜力學(xué)分析方法和造斜率預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。分別采用幾何分析法和統(tǒng)計(jì)分析法對(duì)彎外殼螺桿鉆具組合理論造斜能力的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,并對(duì)螺桿鉆具的初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論,得到了螺桿鉆具各結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步設(shè)計(jì)方法、給出了設(shè)計(jì)實(shí)例。對(duì)造斜率的幾何法計(jì)算模型進(jìn)行修正,分別建立了主要考慮地層影響的幾何造斜率修正模型和主要考慮已鉆軌跡及鉆井參數(shù)影響的幾何造斜率修正模型,并分別得到了兩種修正模型的造斜率預(yù)測(cè)公式并分析誤差。最后,本文將彎外殼螺桿鉆具組合的力學(xué)模型與統(tǒng)計(jì)法結(jié)合起來,通過力學(xué)分析,建立了單彎單穩(wěn)螺桿鉆具組合的三彎矩方程并求解,得到了鉆頭側(cè)向力和鉆頭轉(zhuǎn)角的公式,并結(jié)合各項(xiàng)參數(shù),進(jìn)行了力學(xué)敏感性分析。選取對(duì)造斜趨勢(shì)影響最為顯著的四個(gè)影響因素,采用正交回歸分析,建立了單彎單穩(wěn)螺桿鉆具組合的造斜趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P634.4;TE921.2
【圖文】：

一l研究琉程

邋０）邐逡逑圖２－１三點(diǎn)定圓的數(shù)學(xué)原理示意圖逡逑如上圖２－１所示，以１點(diǎn)（０，０）為井眼坐標(biāo)系的原點(diǎn)，并使＿ｙ軸通過２點(diǎn)（０，逡逑少’２），３點(diǎn)（ｘ３，乃）為除１、２點(diǎn)外圓上的任意點(diǎn)，則有ｘｉ＝ｘ２＝ｙｉ＝０。逡逑將這３個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)代入（式２－１）和（式２－３）中，可導(dǎo)出圓的曲率為１＾］：逡逑Ｋ＝－廣一舞邋Ｉ邐（式邋２＿４）逡逑Ｕ＋（ｘ：”；ｕ）：逡逑Ｂ假設(shè)條件逡逑采用該方法計(jì)算工具理論造斜率主要基于以下幾點(diǎn)假設(shè)條件：逡逑（１）

中Ｗ地質(zhì)人學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文角均為０°時(shí)，該鉆具可視為雙穩(wěn)定器增斜鉆具組合。逡逑算造斜率逡逑等人利用三點(diǎn)定圓的數(shù)學(xué)原理，建立了單彎雙穩(wěn)螺桿鉆具２－２），推導(dǎo)出其幾何造斜率公式如下：逡逑Ｋ邋＝邋６０／＿邐（Ｌ邋Ｔ逡逑三點(diǎn)定圓法的單彎雙穩(wěn)螺桿鉆具組合造斜率，單位為（°）／３０ｍ鉆具的結(jié)構(gòu)彎角，（°）；逡逑力鉆具上部穩(wěn)定器中點(diǎn)到鉆頭底部的鉆具組合的總長(zhǎng)度，ｍ

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本文編號(hào)：2784054