转盘调控钻柱工具面的工作力学研究

发布时间：2017-12-09 22:24

  本文关键词：转盘调控钻柱工具面的工作力学研究

  更多相关文章： 电动转盘 正反交替控制 工具面 工具面角 摩阻扭矩模型

【摘要】：在进行钻井过程中,预设计井眼轨迹与现场实钻轨迹有一定的差别,特别是当实钻轨迹偏离预设井眼轨迹较大时,需要转盘调控工具面角度。并且这种偏离越早发现,调整工具面就越简单。再者,当井眼内部不干净,或者井下黏滞力较大时容易造成托压现象,井底托压会使工具面调控难度加大。转盘调控钻柱进行正反交替转动可有效减小井底托压现象,消除托压现象后,易于转盘调控调整工具面。电动转盘的基本控制功能是在钻井过程中实现安全钻井的最基本功能。主要是实现转盘的基本控制,包括转盘转速控制、正反交替控制、以及基于调节钻柱工具面角度的定向控制。电动转盘的扭矩控制功能是,其检测扭矩传感器传输信号并实时反馈调节控制钻井过程中转盘自身扭矩,防止钻井井下托压问题时扭矩过大以及地面电机输出扭矩过大而造成钻井事故,影响钻井有效顺利的进行。另外,调节扭矩的过程中属于负反馈调节控制。本文根据电动转盘的功能特性,建立了钻井工况中各个分段受力摩阻扭矩模型,并且根据各分段模型的特点建立了井下整体管柱受力模型的基本计算方程,讨论了在转盘调控时管柱在反转情况下的受力情况,并通过实测井下数据对建立的模型进行了分析与验证。由于不同井对应的地质结构不同,以本文中XJ24#所处地域条件为例,其摩阻系数在0.15-0.3之间,分别通过取摩阻系数0.2、0.25、0.3利用所建的模型对摩阻扭矩与转盘扭矩结果进行预测。通过对整个井建立的摩阻扭矩模型,对井段进行钻井摩阻扭矩预测,通过预测的摩阻扭矩等工作力学的研究对井下工具面调控提供力学研究基础。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE921.2

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本文编号：1272085