自动旋转导向钻井系统的导向机构设计研究

摘要

自动旋转导向钻井技术是90年代初发展起来的一项自动化钻井新技术。近些年来，国外几家石油公司已经将自动旋转导向钻井技术应用于现场，并且取得了明显的经济效益和社会效益。虽然国内对旋转导向钻井技术也进行了跟踪研究，但目前还没有形成自己的产品。该课题就是在这样的情况下提出来的，其主要目标就是在国外旋转导向钻井系统的基础上，自主设计一种自动旋转导向钻井系统的导向机构。 本论文对自动旋转导向工具的导向原理、结构设计等方面进行深入研究，对控制系统进行了初步的研究，论文中主要完成了以下几个方面的工作： 首先研究分析了两种不同的自动旋转导向工具的导向原理，通过借助分析软件Pro/MECHANICA，根据纵横弯曲法对自动旋转导向钻井工具的井下钻具组合的力学特性进行了分析和研究，对钻具组合进行了优化设计；然后对两种不同结构及控制方式的井下可控稳定器的控制原理及结构进行了研究；在分析自动旋转导向工具特点的基础上，自行设计了一种导向机构，直接利用钻井液作为液压动力，用比例液压控制阀控制液压的大小；借助三维建模软件Pro/ENGINEER对所有零件进行三维建模，通过有限元分析软件ANSYS对设计的部分零件进行了强度校核；就污染卡紧对液压阀性能的影响进行了理论分析，通过仿真软件MATLAB对自行设计的液压阀的动态性能进行了仿真；最后对旋转导向控制系统进行了初步的研究，为下一步的研究奠定基础。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章 前言

第2章 井底钻具组合（BHA）的力学分析

第3章 自动旋转导向机构的结构设计

第4章 关键零部件的有限元分折

第5章 液压阀的性能分析及仿真

第6章 旋转导向控制系统

第7章 结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果