自動垂直鉆具可實現(xiàn)高精度的直井作業(yè),突破了傳統(tǒng)防斜糾斜技術的藩籬,滿足了現(xiàn)代鉆井對井斜的控制要求。該類鉆具中,機械式自動垂直鉆具不含有任何電子元器件,僅依靠機械式穩(wěn)定平臺中偏重塊在重力作用下的偏轉實現(xiàn)主動的糾斜降斜作業(yè),具有成本低、結構簡單、耐高溫、可靠性高、適用性強等特點,已成為垂直鉆井及深部鉆探領域最為重要的研究熱點和發(fā)展方向之一。但是,相對于電控式自動垂直鉆具,機械式自動垂直鉆具的井斜控制精度和糾斜極限相對較低,鉆具機械式穩(wěn)定平臺的控制性能亟待提高。本文對動態(tài)推靠式鉆具和靜態(tài)推靠式鉆具的糾斜行為進行了詳細分析,相比而言,動態(tài)推靠式鉆具的機械式穩(wěn)定平臺工作過程中需克服的摩擦阻力矩相對較小,有助于提高穩(wěn)定平臺的控制性能和鉆具的糾斜精度。動態(tài)推靠式垂直鉆具具有周期性推靠井壁的糾斜特性,單次推靠過程中推靠力的作用效果可用等效推靠力表示,本文結合縱橫彎曲連續(xù)梁法和H-S.Ho地層-鉆頭作用模型,分別應用推靠力和等效推靠力建立了適用于動態(tài)推靠式垂直鉆具的可靠性和井斜趨勢分析方法。結果表明,本文設計的自動垂直鉆具強度滿足使用要求,鉆具在糾斜工作狀態(tài)下應配合鉆鋌和側向切削能力較大的鉆頭,可獲得更佳...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｓｃｏｕｔ結構及工作機制不意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｓｃｏｕｔ．??

ｍ?—??５５００?Ｊ?１?一?丄一Ｊ??圖１－２?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｓｃｏｕｔ側鉆糾斜作業(yè)井斜測量曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｗｅｌｌ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｓｃｏｕｔ?ｄｕｒｉｎｇ?ｓｉｄｅｔｒａｃｋｉｎｇ?ｗｅｌｌ?ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉ....

圖１－３?Ｖ－Ｐｉｌｏｔ外觀及結構示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｖ－Ｐｉｌｏｔ．??

ｍ?１??－?ｌ！?ｉ??圖１－１?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｓｃｏｕｔ結構及工作機制不意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?Ｓｃｏｕｔ．??井斜角（°?）??０?２?４?６?８??１０００??....

圖１－４?Ｖ－Ｐｉｌｏｔ直井作業(yè)測量曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｗｅｌｌ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?Ｖ－Ｐｉｌｏｔ?ｄｕｒｉｎｇ?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｄｒｉｌｌｉｎｇ．??

鉆速僅為２－５ｍ／ｈ。該井在井深９５ｍ處開始使用Ｖ－ｐｉｌｏｔ垂直鉆具加９－５／８?ｉｎ．螺桿??馬達的鉆具組合，僅通過鉆進２７ｍ便將井斜從０．７９°降低至０．４°，在繼續(xù)鉆進至??６２１ｍ的過程中，井斜基本保持在０．５°以內（如圖１－４所示，只在約４００ｍ井深??的位置井斜角接....

圖１－５?ＶｅｒｔｉＳｔｅｅｒ結構及作業(yè)井斜測量曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｗｅｌｌ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ＶｅｒｔｉＳｔｅｅｒ．??

從井深５１５ｍ開始使用ＶｅｒｔｉＳｔｅｅｒ鉆具進行糾斜，鉆至１３００ｍ時井斜從４°降??至１°，狗腿度僅為１．７６°／３０ｍ；在使用ＶｅｒｔｉＳｔｅｅｒ鉆具進行１２－１／４?ｉｎ．的直井作業(yè)??時，從地表鉆至井深９６６ｍ處井斜角始終控制在１．７６°以內（如圖１－５所示），狗??腿....

本文編號：4013580