新型指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)設(shè)計及動力學(xué)分析.pdf

1、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)作為大位移井、水平井開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)裝備,是實現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探智能化、自動化的必要裝備,是現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井研究的重點和發(fā)展方向。研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng),對于滿足國內(nèi)油氣勘探開發(fā)需要,提高國內(nèi)鉆井行業(yè)的國際競爭力,具有重要的意義。本文面向一種新型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具,圍繞其參數(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力學(xué)性能展開研究,主要工作如下:
　　(1)機構(gòu)參數(shù)設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計。闡述了基于2自由度差動輪系及中空萬向聯(lián)軸節(jié)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向

2、鉆具工作原理,完成了機構(gòu)參數(shù)初步設(shè)計,基于SolidWorks軟件建立了三維參數(shù)化模型。
　　(2)芯軸靜力學(xué)及動力學(xué)建模。建立了芯軸靜力學(xué)模型,優(yōu)化了結(jié)構(gòu)參數(shù);基于積分變分法哈密頓原理,建立了偏置芯軸穩(wěn)態(tài)動力學(xué)模型,為指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具控制系統(tǒng)的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。
　　(3)偏置機構(gòu)運動學(xué)/動力學(xué)建模與仿真。推導(dǎo)了少齒差行星輪系運動學(xué)正逆解模型,建立了偏置機構(gòu)扭轉(zhuǎn)及平移扭轉(zhuǎn)耦合動力學(xué)模型;對其固有特性及振動響應(yīng)特性進行了