全旋转闭环指向式导向钻井工具运动仿真与可靠性研究

发布时间：2024-11-18 21:50

　　全旋转闭环指向式导向钻井工具是旋转导向钻井系统的关键执行部件,旋转导向钻井通过控制导向力的大小和方向来实现对井眼轨迹的控制。在导向钻井过程中,钻柱处于旋转状态,因此需要有一个导向钻具姿态机构,来实现对钻进方向的准确控制。本文针对全旋转闭环指向式导向钻井工具的运动特性进行了研究分析。根据空间机构理论,建立了全旋转闭环指向式导向钻具姿态机构的运动模型,采用Matlab进行模拟仿真,分析了不同工具角、不同工具面角以及不同工作状态下系统的运动规律,并通过Solidworks三维仿真验证模型的正确性。得出了关键部件内偏心环、外偏心环、钻头的角速度和位移等运动学基本参数,揭示了姿态机构的运动特征,研究了转速、偏心距与钻头运动轨迹的关系,求得了系统中各参数随时间变化的规律。为了研究全旋转闭环指向式旋转导向钻井工具的运动状况,建立了全旋转闭环指向式导向钻井工具的动力学集中参数模型,进行了系统动力学分析,并通过ADAMS仿真验证了模型的正确性。从理论上得出了关键部件偏心环和导向轴的速度、姿态等运动学基本参数,揭示了姿态机构的运动特征,阐明偏心环和导向轴的转速、偏心距与钻头运动的关系,求得了导向系统中各参数...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-3PowerDriveSRD导向工具结构示意图

第一章绪论3TrackeXact系统有两个产品系列，分别为4.75英寸和6.75英寸，其偏转能力可以达到12°/30m，而传统的导向钻井工具仅仅能实现5-6°/30m的造斜率，这样可以有效地导向，也大大地节约了钻井成本，为旋转导向钻井技术的发展提供了思路。斯伦贝谢公司对旋转导向钻....

图1-2PowerDriveXceed旋转导向钻井系统结构示意图

第一章绪论3TrackeXact系统有两个产品系列，分别为4.75英寸和6.75英寸，其偏转能力可以达到12°/30m，而传统的导向钻井工具仅仅能实现5-6°/30m的造斜率，这样可以有效地导向，也大大地节约了钻井成本，为旋转导向钻井技术的发展提供了思路。斯伦贝谢公司对旋转导向钻....

图1-5PowerDriveOrbit系统

西安石油大学硕士学位论文4PowerDriveICERSS是一个可以在超高温环境下作业的新款旋转导向钻井工具，如图1-4所示。它是由斯伦贝谢公司在2015年3月17号推出的，它可以在200°C的极端环境下可以商用的首个旋转导向钻具。图1-4PowerDriveICE耐高温RSS○....

图1-4Geo-Pilot系统井下偏置导向工具结构示意图

谧昃??讨校?渫馓撞环⑸???２煌?贏utoTrak工具和PowerDrive的是该工具不依靠钻头的偏置来实现导向钻井，而是靠不旋转的外套和一系列带有旋转导向轴内的偏置机构使钻头偏置，其倾斜角不与井眼轴线对齐，从而完成定点导向。偏心机构位于偏置机构的核心，由几个可控的偏心环组成。....

本文编号：4012192