本文關(guān)鍵詞：全尺寸鉆井井底壓力模擬裝置的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文研究論述的全尺寸鉆井井底壓力模擬裝置，是我國(guó)第一臺(tái)模擬井深6000米壓力環(huán)境的全尺寸鉆井模擬試驗(yàn)裝置。建立該裝置的目的就是解決鉆井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)只能測(cè)得多種工藝參數(shù)的綜合效果、井下地層參數(shù)還不能隨鉆直接測(cè)定和控制的不足。因此，該試驗(yàn)裝置的成功研究為我國(guó)石油鉆井，特別是對(duì)深井開(kāi)展深層次的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的研究，提供了模擬和試驗(yàn)手段。本文在對(duì)井底巖石的受力狀態(tài)以及鉆頭的工作環(huán)境和特性加以分析的基礎(chǔ)上，借助原有的井架、平臺(tái)等設(shè)備，研究設(shè)計(jì)了模擬6000米井底壓力壞境的高壓模擬井筒、鉆柱高壓轉(zhuǎn)聯(lián)器、鉆井液高壓模擬系統(tǒng)以及高壓除砂器等機(jī)械裝置，并研究了井底四維模擬壓力(上覆壓、圍壓、孔隙壓和液柱壓)的產(chǎn)生、控制及其控制的建模與仿真，從而實(shí)現(xiàn)井深至6000米的四維井底壓力環(huán)境的模擬。此外，文中還對(duì)整個(gè)裝置的調(diào)試、性能測(cè)試和驗(yàn)證的過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行了描述。 本文給出的一些結(jié)論、曲線(xiàn)及公式，不僅有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值，，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工程施工具有重要的指導(dǎo)作用。 第一章在概述全尺寸鉆井井底壓力模擬試驗(yàn)裝置的基本組成、功能及模擬試驗(yàn)工藝流程的基礎(chǔ)上，闡述了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)課題研究的發(fā)展現(xiàn)狀和研究該課題的現(xiàn)實(shí)意義。 第二章分析探討了井底巖石的受力狀態(tài)以及鉆頭的工作環(huán)境，并依此研究分析了建立該模擬壓力環(huán)境的機(jī)械裝置—高壓模擬井筒和鉆柱高壓轉(zhuǎn)聯(lián)器。 第三章為模擬實(shí)際鉆井的液柱壓力，并為整個(gè)模擬鉆井裝置提供超高壓循環(huán)鉆井液，在借鑒了鉆井現(xiàn)場(chǎng)的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析研究了鉆井液高壓循環(huán)系統(tǒng)，并配套設(shè)計(jì)了高壓除砂器，以達(dá)到凈化該系統(tǒng)中鉆井液的要求。 第四章分析了建立四維壓力的關(guān)鍵部件—伺服溢流閥的靜態(tài)工況，經(jīng)過(guò)對(duì)控制規(guī)律研究，實(shí)現(xiàn)了可編程控制器PLC與計(jì)算機(jī)聯(lián)合控制。 第五章在建立四維井底壓力控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，采用Matlab提供的仿真工具—Simulink，對(duì)系統(tǒng)頻域特性、時(shí)域特性進(jìn)行了分析，并獲得該系統(tǒng)的頻域特性曲線(xiàn)、階躍時(shí)間響應(yīng)曲線(xiàn)等，最終給出仿真結(jié)論。 第六章在前述分析研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)模擬裝置的系統(tǒng)調(diào)試及性能測(cè)試，驗(yàn)證了全尺寸鉆井模擬裝置的實(shí)用性，在鉆井模擬條件下對(duì)巖石的機(jī)械性質(zhì)、牙輪鉆頭動(dòng)態(tài)測(cè)試給予了具體的分析闡述，同時(shí)還分析探討了 井底壓差對(duì)油田勘探開(kāi)發(fā)的影 Illb，并且為宋深 101井的實(shí)際施工作業(yè)提供 了非常有價(jià)值的指導(dǎo)參數(shù)。 本文內(nèi)容涉及到鉆井、機(jī)械、電液伺服控制、流體力學(xué)、自動(dòng)控制等 各5。人的進(jìn)論和相關(guān)技術(shù)，為國(guó)內(nèi)t，’i井等行業(yè)的同類(lèi)裝置提供了有益經(jīng)驗(yàn) 和可供借鑒成果，其關(guān)鍵技術(shù)的突破，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的理論、工藝、技術(shù)的 發(fā)展具有積極推動(dòng)作用和應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：鉆井 模擬裝置 高壓井筒 伺服溢流閥 循環(huán)系統(tǒng) 控制規(guī)律 仿真 應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類(lèi)號(hào)】：TH89
【目錄】：

• 致謝2-3
• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 第一節(jié) 全尺寸鉆井井底壓力模擬試驗(yàn)裝置的基本組成、功能及模擬試驗(yàn)工藝流程9-12
• 第二節(jié) 分析我國(guó)鉆井模擬試驗(yàn)裝置現(xiàn)狀和研究全尺寸鉆井井底壓力模擬試驗(yàn)裝置的意義12-13
• 第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)課題研究發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-19
• 第四節(jié) 本文研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 模擬6000米井底壓力的高壓模擬井筒及鉆柱高壓轉(zhuǎn)聯(lián)器的研究20-26
• 第一節(jié) 高壓模擬井筒的研制分析20-22
• 第二節(jié) 鉆柱高壓轉(zhuǎn)聯(lián)器結(jié)構(gòu)原理及功能分析22-26
• 第三章 鉆井液高壓模擬循環(huán)系統(tǒng)的研究26-33
• 第一節(jié) 鉆井液模擬循環(huán)系統(tǒng)的描述與設(shè)計(jì)分析26-29
• 第二節(jié) 高壓循環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)分析29-31
• 第三節(jié) 高壓除砂器結(jié)構(gòu)分析及其技術(shù)特性31-33
• 第四章 模擬井底四維壓力的控制33-41
• 第一節(jié) 伺服溢流閥的靜態(tài)工礦分析33-35
• 第二節(jié) 模擬井下四維壓力控制系統(tǒng)的研究35-41
• 第五章 四維井底壓力控制的建模與仿真41-60
• 第一節(jié) 液柱壓及圍壓、上覆壓、孔隙壓控制系統(tǒng)的建模41-46
• 第二節(jié) 控制系統(tǒng)的特性分析46-60
• 第六章 全尺寸鉆井模擬裝置的初步應(yīng)用60-82
• 第一節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試及性能測(cè)試60-65
• 第二節(jié) 全尺寸鉆井模擬裝置性能驗(yàn)證65-68
• 第三節(jié) 巖石在鉆井模擬條件下的機(jī)械性質(zhì)及牙輪鉆頭動(dòng)態(tài)測(cè)試試驗(yàn)及分析68-76
• 第四節(jié) 模擬井底壓差試驗(yàn)及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)76-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-84
• 攻讀碩士研究生期間論文發(fā)表及課題研究情況84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 附圖1、287-88

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