基于偏重原理的旋转导向钻井系统控制机构的设计与计算

发布时间：2021-10-12 12:18

　　随着低渗透油藏、海洋油气藏、煤层气,页岩气及非常规油气的勘探与开发,在世界范围内水平井、大位移井、分支井等复杂井蓬勃发展,常规钻井技术难以满足需要,必须依靠先进的导向技术才能保证井眼轨迹的精确钻进。旋转导向钻井技术代表着世界先进的钻井技术发展方向,具有提高钻速、降低摩阻和卡钻风险、清洁井眼、提供高质量的井眼和降低钻井成本等诸多优点。为了打破国外对旋转导向钻井技术的长期垄断,提高国内钻井在国际市场中的竞争力,对旋转导向钻井工具的研究与攻关。本论文综述了国际上已经商业化应用的三种旋转导向钻井系统,详细分析了各系统的工作方式和控制方式。综合国内外研究,在Power Drive导向钻井系统和偏重原理的基础上,文章提出了一种三盘阀控制的旋转导向钻井系统控制机构。并结合CAD、Solidworks软件在给出控制机构整体设计和工作原理的基础上,针对驱动中盘阀回转的偏重块的形状尺寸等进行了优化计算以及材料的优选。然后分析了步进电机对上盘阀的控制,从而实现导向工具增、降斜,扭方位的目的。 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

旋转导向钻井工具导向方式示意图

2.5.1.1 系统组成该系统主要由驱动心轴、不旋转外筒、上下轴承、偏心环偏置机构、近钻头稳定器、控制电路和传感器等组成。其偏心环偏置机构由外偏心环，内偏心环及各自的偏置驱动机构组成，偏置驱动机构主要由欧式连轴节，减速机构及离合器等组成( 如图 2-4 所示) 。

图 2-5Geo-PilotTM工作原理示意图在外壳中间是偏置系统的核心部件——偏心装置，偏心装置由两个独立的偏心环组成。当两个偏心环的偏心方向一致时（见图 2-6），驱动轴的弯曲幅度最大（导向能力也达到最强），此时造斜能力最强。而当两个偏心环的偏心方向正好相反时，驱动轴不发生

【参考文献】：
期刊论文
[1]推靠式和指向式旋转导向工具的造斜性能研究[J]. 郑德帅,高德利,冯江鹏,张洪宝.  石油钻采工艺. 2011(06)
[2]试论影响钻具腐蚀的因素及策略研究[J]. 郭林,李茂国.  中国石油和化工标准与质量. 2011(02)
[3]钻具腐蚀与钻井液控制概述[J]. 葛炼.  钻采工艺. 2010(S1)
[4]旋转导向钻井技术研究新进展[J]. 熊继有,温杰文,荣继光,李宬晓.  天然气工业. 2010(04)
[5]旋转导向钻井工具系统的研究及应用[J]. 姜伟,蒋世全,盛利民,付新生,陈平.  石油钻采工艺. 2008(05)
[6]机械式自动垂直钻井工具的研制[J]. 韩来聚,倪红坚,赵金海,刘志和,吴仲华.  石油学报. 2008(05)
[7]可控偏心器旋转导向钻井工具研制与现场试验[J]. 李汉兴,姜伟,蒋世全,傅鑫生,徐黔斌.  石油机械. 2007(09)
[8]旋转导向钻井工具导向执行机构设计[J]. 闫文辉,彭勇.  天然气工业. 2006(11)
[9]旋转导向钻井技术发展现状及展望[J]. 肖仕红,梁政.  石油机械. 2006(04)
[10]旋转导向钻井工具的研制原理[J]. 闫文辉,彭勇,张绍槐.  石油学报. 2005(05)

硕士论文
[1]长水平段水平井旋转造斜钻井工具研究[D]. 杨鹏.西安石油大学 2013
[2]旋转导向钻井工具稳定平台控制理论与方法研究[D]. 李耀东.西安石油大学 2012
[3]旋转导向钻井稳定平台控制对象的神经网络模型辨识研究[D]. 葛蕾.西安石油大学 2010
[4]旋转导向钻井系统执行机构关键技术研究[D]. 王卫.中国石油大学 2010
[5]步进电机定位控制技术的研究[D]. 周艳秋.大连交通大学 2009



本文编号：3432565