偏心环组对指向式导向系统性能的影响研究.pdf

《偏心环组对指向式导向系统性能的影响研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、52探矿工程(岩土钻掘工程)2014年第4l卷第11期偏心环组对指向式导向系统性能的影响研究吕健，蔡冲，杨甘生(中国地质大学(北京)科学钻探国家专业实验室，北京100083)摘要：指向式旋转导向系统在水平井和定向钻进中广泛应用，它代表了世界钻井技术的最高水平。首先假设偏心环组个数n：2时可以有效增大钻头的偏移范围，然后通过建立旋转心轴的力学模型，分别推导出n=1和n=2时旋转心轴的转角方程和挠曲线方程进行比较，最后得出当n=2时靠近钻头处的转角0，要大于n=1时钻头处的转角0的结论，即安置2个偏心环组可以达到增大钻头偏移范围，减小井眼轨迹曲率半径，优化系统导向性能的

2、目的。最后，对偏心环组B在L=0的情况下的力学模型进行了优化。关键词：指向式旋转导向；钻头偏移范围；偏心环组；力学模型中图分类号：P634．7文献标识码：A文章编号：1672—7428(2014)11—0052—05ImpactofDecentralizedRingsonDirectiveRotarySteerableDrillingSystem／LVJian，CAIChong，YANGCaM—sheng(StateProfessionalLabofScientificDrilling，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing1000

3、83，China)Abstract：Directiverotarysteerabledrillingsystemreprensentsthemostadvancedtechnologyintheworldandithasbeenwidelyusedinthehorizontalwellandcontrolleddirectionalwel1．Firstlyitisassumedthat2decentralizedringscoulden—largethedeviationangleofbiteffectively；thenbytheestablishmentofme

4、chanicsmodelofrotationaxis，therotationangleequationsanddeflectioncurveequationswhilen=1andn=2werederivedrespectivelyforcomparisontoprovetheas—sumption，thatiswith2decentralizedrings，enlargementofbitdeviationangle，smallerwelltra[eetorycurvatureradiusandoptimizedsteeringperformancecanbere

5、alized；andfinallymechanicsmodelofdecentralizedringBisoptimizedundertheconditionofL3=0．Keywords：directiverotarysteerabledrillingsystem；bitdeviationangle；decentralizedring；mechanicsmodel旋转导向技术是20世纪末发展起来的一项尖量和井下安全。同时它使用电池作动力，不依赖于端导向技术，并迅速引起各大钻井公司的研发，它代井底涡轮，可靠性高，钻头使用寿命长¨。但国内表了世界钻井技术的最高水平，并

6、被誉为定向钻井对指向式导向系统的研究相对较少。本文通过对指的一项技术革命。旋转导向技术按导向方式可以分向式导向系统的调研，讨论了偏心环组的组数对系为推靠钻头式和指向钻头式，按工作原理可以分为统导向性能的影响。静态偏置和动态偏置。目前，旋转导向主要有以下3种类型：动态偏置推靠钻头式，静态偏置推靠钻头1指向式导向系统工作原理式和指向钻头式。已经具有商业化应用能力的产品指向式旋转导向系统为静态偏置(不旋转外筒有斯伦贝谢的PowerDfive系统(动态偏置推靠钻头式)，即外筒不随钻杆的旋转而旋转，但带有钻头的式)，哈里伯顿公司的Geo—Pilot系统(指向钻头心轴会随着钻杆

7、的转动而转动。与此同时，带有钻式)以及贝克休斯公司的AutoTrak系统(静态偏置头的旋转心轴会在偏心环组的偏心作用下在悬臂轴推靠钻头式)。其中静态偏置指向钻头式的Geo—承和球轴承之间向指定方向弯曲(见图1)，从而给Pilot导向系统结构简单，易于控制，耐温耐压性能钻头提供一个与井眼轴线不一致的倾角，达到旋转效果良好，因此在市场上广受欢迎。导向的效果。因为心轴在弹性变形的情况下产生较Geo—Pilot中的导向系统不像推靠式系统需要大的挠曲变形，尤其是悬臂轴承要承受较大力偶的翼肋推靠井壁来改变方向，所以其导向效果完全不作用，所以要求材料的综合力学性能优良。受井眼