复合式旋转导向钻井工具造斜能力分析与设计.pdf

《复合式旋转导向钻井工具造斜能力分析与设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TE921学号151020104密级全日制学术型硕士学位论文题目复合式旋转导向钻井工具造斜能力分析与设计作者姓名刘江民导师姓名、职称闫文辉教授学科(专业)名称机械电子工程提交论文日期年月日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了

2、明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：

3、__________日期：__________I中文摘要论文题目：复合式旋转导向钻井工具造斜能力分析与设计专业：机械电子工程硕士生：刘江民(签名)指导教师：闫文辉(签名)摘要旋转导向钻井技术是集机、电、液于一体的高尖端钻井技术。随着页岩气等非常规油气田的开发，水平井、大位移井和三维多目标井等复杂井相继出现，传统的旋转导向钻井工具已经不能很好的满足非常规油气资源的勘探开发的需求；另外，国外旋转导向钻井技术已经向全旋转、高造斜率的方向发展。因此针对国内外石油钻采行业对旋转导向钻井技术的迫切需求及国外对旋转导向钻井

4、技术的垄断，研究开发具有自主知识产权的旋转导向钻井工具具有重要的意义。本文面向一种新型复合式旋转导向钻井工具，围绕其造斜原理、底部钻具力学分析、造斜能力影响因素及其影响参数优化展开研究。首先分析了传统的旋转导向钻井工具的造斜原理，结合调制推靠式和指向式旋转导向钻具的优点，提出了复合式旋转导向钻井工具，分析了其造斜原理及其导向执行机构的结构，并对导向执行结构的柱塞行程、万向节结构、调节环结构进行了设计。然后通过有限单元法建立了底部钻具的几何和接触双重非线性静力学分析模型，并设计了底部钻具的钻头侧向力计算程序，并

5、采用合力法对复合式旋转导向钻井工具的造斜能力进行计算，并通过三点定圆法计算了钻具的几何造斜率为8.9°/30m。钻具造斜能力影响因素进行了分析，可知钻头到下稳定器的距离、下稳定器到结构弯角的距离、结构弯角的大小、结构弯角到上稳定器的距离和钻压对钻具的造斜能力的影响较为明显。最后通过建立底部钻具影响因素的最优化模型，对其影响因素进行了优化，并通过分析得知在钻头到下稳定器距离0.5m，下稳定器到弯角距离0.6m，弯角到上稳定器距离在4~9m之间，钻压在40~90KN之间时，底部钻具组合的造斜率能大于12/30m

6、，能达到高造斜率的要求。关键词：复合式旋转导向钻井工具；造斜原理；造斜能力；参数优化论文类型：应用研究II英文摘要Subject:AnalysisandDesignofBuild-upcapacityofCompoundRotarySteerableDrillingToolsSpeciality:MechanicalandElectronicEngineeringName:LiuJiangmin(signature)Instructor:YanWenhui(signature)ABSTRACTRotaryst

7、eerabledrillingtechnologyisahigh-enddrillingtechnologyintegratingmachine,electricity,andliquid.Withthedevelopmentofunconventionaloilandgasfieldssuchasshalegas,complexwellssuchashorizontalwells,extendedreachwells,and3Dmulti-objectivewellshaveemergedoneaftera

8、nother.Conventionalrotarysteerabledrillingtoolshavenotbeenabletomeettheneedsofexplorationanddevelopmentofunconventionaloilandgasresources.Inaddition,foreignrotarysteerabledrillingtechnologyhasdeveloped