连续管钻井电液定向器结构设计

摘要

由于CT在井眼中不旋转,井下定向困难,严重影响连续管钻井(CTD)技术的应用与推广.在分析国内外连续管钻井定向器的基础上,设计了一种适用于小井眼钻井的CTD(Φ85.725mm)电液定向器.该定向器主要包括动力机构、传动机构、锁紧装置和输出轴等四部分.通过控制地面泵泥浆压力及排量的大小改变锁紧套的位置,从而使该定向器在定向模式与锁紧模式之间转换;并对锁紧套进行了轴向受力分析,建立了锁紧套下移及复位时的受力模型.运用标准k-ε模型对钻井液流经锁紧套所形成的前后环形端面压力差进行了数值模拟,模拟结果表明,对于该电液定向器,定向过程中的最佳排量为范围为9.75～10.9L/s,锁紧过程中所需最佳排量范围为6～8.25L/s.相比于液压定向器,电液定向器可连续旋转、双向定向,并能够消除定向段的"鱼尾现象",有利于水平段的延伸.相较于电驱动定向器,电液定向器可利用压差锁紧工具面,实现工具面的精确摆放.该电液定向器结构设计可以为国内连续管钻井高端定向器的研究设计提供一定的指导作用,有助于国内连续管钻井的发展.