钻柱式随钻微扩眼工具结构优化及数值分析

摘要

随钻扩眼钻井工艺是一种用于井身结构优化、提高固井质量、提高钻井效率、降低作业成本等方面的应用技术，但由于对随钻扩眼工具的结构、井下流场以及扩眼工具在井下的运动情况等方面认识的不足，限制了该工艺的应用和推广。目前，国内对随钻式扩眼工具的研究仍处于起步阶段，不但缺乏深入的理论研究，而且一些扩眼工具的现场应用效果不够理想。因此，进行钻柱式随钻扩眼工具结构优化及数值分析研究十分必要。 论文从随钻扩眼工具力学模型出发，应用有限元方法，分析研究了扩眼工具的受力和变形情况，为底部钻具组合模型建立提供了理论依据。应用弹性力学理论，得出了偏心微扩眼工具在正常工作状态及起下钻状态下钻柱的受力状态及强度要求。同时，为更好的解决钻进过程中卡钻、缩径等问题，计算出了偏心随钻扩眼工具的最大理论直径公式，偏心扩眼钻具组合对应的最大横向位移大于常规钻具组合，与理论方法一致。为确定钻柱式随钻微扩眼工具的最佳参数组合，利用有限元分析的方法，针对不同参数下的随钻微扩眼工具的扩眼情况进行流场模拟，得到了不同参数下钻柱式随钻微扩眼工具的速度、流线以及压力分布等分布云图。该结果可用于随钻微扩眼工具设计的合理性评价以及操作参数优选。在理论分析和现场试验结果的基础上，对随钻扩眼工具进行了参数优化。

目录

第一个书签之前