本文關鍵詞：大位移水平井段旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大位移水平井段能使井筒與更多的油藏儲層進行接觸,改善油藏儲層的流動狀況并獲得較大的排泄區(qū)域,從而提高油氣單井的綜合采收率。國內(nèi)通常采用滑動式復合鉆井技術完成該井段的鉆井作業(yè),在鉆進過程中井眼對鉆柱的摩阻較大,限制了水平井段的延伸長度。因此必須研究一種適合于大位移水平井段的全旋轉鉆進的穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)。本文以現(xiàn)有的調制式旋轉導向鉆井工具(MRST)為基礎,針對于大位移水平井段鉆井的特殊工況,定性、定量的研究一種適用于大位移水平井段的旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)。該系統(tǒng)設計三個泥漿液流分配盤閥,將控制功能細化,利用三維建模軟件SolidWorks完成三盤閥的設計。利用MATLAB分析三盤閥開孔角度大小與旋轉穩(wěn)斜工具執(zhí)行機構作用力的關系,進一步優(yōu)化設計三盤閥結構。設計步進電機驅動控制上盤閥,控制旋轉穩(wěn)斜工具在水平段進行井斜、方位調整。對不同的步進電機運行曲線進行分析比較,利用Simulink進行仿真模擬,分析并確定最適合該控制方法的運行曲線。設計偏心重力式自然穩(wěn)定平臺控制中盤閥,提供給控制系統(tǒng)以定位力矩,將旋轉穩(wěn)斜工具的測量、存儲、控制、傳輸功能及硬件集成于該穩(wěn)定平臺。通過力學分析建立力學模型,用Simulink分析偏心重力式自然穩(wěn)定平臺在不同工作狀態(tài)下的受載情況,并運用正交試驗完成了穩(wěn)定平臺的優(yōu)化。整體鉆井系統(tǒng)內(nèi)部結構更加簡潔,不僅能夠在大位移水平井水平段鉆井過程中實現(xiàn)穩(wěn)斜鉆進,而且在必要時也可以實現(xiàn)井斜與方位的調整。本論文對大位移水平井段旋轉穩(wěn)斜鉆進系統(tǒng)的進一步研究具有指導性意義。
【關鍵詞】：大位移水平井段 旋轉導向鉆井 旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng) 調制式旋轉導向鉆井工具 優(yōu)化設計 正交試驗
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE92
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 學術背景及選題依據(jù)8
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 導向鉆井工具的發(fā)展歷程8-10
• 1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.4 創(chuàng)新點14
• 1.5 題目來源14-15
• 第二章 旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)方案設計15-22
• 2.1 大位移水平井的概念15-16
• 2.2 旋轉導向鉆井方案與系統(tǒng)分類16-18
• 2.2.1 導向鉆井方案的分類16
• 2.2.2 旋轉導向鉆井系統(tǒng)的分類16-18
• 2.3 旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)方案設計18-21
• 2.3.1 旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)結構設計18-20
• 2.3.2 旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)工作原理20-21
• 2.4 本章小結21-22
• 第三章 液流分配單元設計與優(yōu)化22-32
• 3.1 液流分配單元作用原理22-23
• 3.2 三盤閥開孔角設計與優(yōu)化23-24
• 3.2.1 三盤閥開孔角設計23
• 3.2.2 三盤閥開孔角優(yōu)化23-24
• 3.3 側向推靠力分析與優(yōu)化24-30
• 3.3.1 下盤閥低壓孔數(shù)為3時25-26
• 3.3.2 下盤閥低壓孔數(shù)為4時26-28
• 3.3.3 下盤閥低壓孔數(shù)為5時28-29
• 3.3.4 下盤閥低壓孔數(shù)為8時29-30
• 3.4 本章小結30-32
• 第四章 旋轉穩(wěn)斜鉆井工具穩(wěn)定平臺設計與分析32-43
• 4.1 穩(wěn)定平臺靜力學模型32-33
• 4.2 穩(wěn)定平臺所受力矩的分析33-37
• 4.2.1 軸承回轉時的摩擦力矩M軸承33-34
• 4.2.2 盤閥系統(tǒng)傳遞給穩(wěn)定平臺的阻轉力矩M盤閥34-35
• 4.2.3 重力塊的穩(wěn)定力矩M重力塊35-37
• 4.3 重力塊的設計與分析37-39
• 4.4 重力塊設計參數(shù)優(yōu)化分析39-41
• 4.5 中盤閥偏轉角度研究41-42
• 4.6 穩(wěn)定平臺的有限元分析42
• 4.7 本章小結42-43
• 第五章 步進電機控制系統(tǒng)43-53
• 5.1 步進電機控制系統(tǒng)組成43-44
• 5.1.1 步進電機特點43-44
• 5.1.2 控制系統(tǒng)選擇44
• 5.2 步進電動機的選型與裝配方案44-45
• 5.2.1 步進電機選型44-45
• 5.2.2 結構裝配方案45
• 5.3 步進電機的矩頻特性曲線擬合45-47
• 5.4 步進電機運行曲線設計與分析47-52
• 5.4.1 梯形運行曲線47-48
• 5.4.2 拋物線型運行曲線48-49
• 5.4.3 指數(shù)型運行曲線49-50
• 5.4.4 運行曲線對比與分析50-52
• 5.5 本章小結52-53
• 第六章 穩(wěn)定系統(tǒng)動力學分析與仿真53-65
• 6.1 工具各系統(tǒng)動力學分析53-54
• 6.2 穩(wěn)定系統(tǒng)動力學方程分析54-55
• 6.3 穩(wěn)定系統(tǒng)動力學仿真55-59
• 6.3.1 動力學模型構建55-56
• 6.3.2 動力學模型參數(shù)討論56-59
• 6.4 正交試驗與參數(shù)的優(yōu)化設計59-64
• 6.4.1 正交試驗設計59
• 6.4.2 正交表的選擇59-60
• 6.4.3 正交試驗結果60-62
• 6.4.4 試驗結果分析與優(yōu)化62-64
• 6.5 本章小結64-65
• 第七章 結論與展望65-68
• 7.1 結論65-66
• 7.2 展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文71-72

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  本文關鍵詞：大位移水平井段旋轉穩(wěn)斜鉆井系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：341972