復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計與仿真.pdf

1、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)由于其摩阻與扭阻小、井眼凈化效果好,位移延伸能力強,井眼軌跡平滑易調(diào)控,適用于高難度井以及特殊油藏等諸多優(yōu)點,自面世以來就得到了迅速發(fā)展,已形成了多種導(dǎo)向系統(tǒng)和工具。主要有不旋轉(zhuǎn)外筒式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)和全旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)兩種工作模式,這兩種模式下的工具各有優(yōu)勢,也分別存在不足。如何綜合各模式的優(yōu)勢,克服單一模式的不足,形成新的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng),對推進旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
　　 本文首先建立了推靠

2、鉆頭式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行機構(gòu)的動力學(xué)仿真模型,進行了全旋轉(zhuǎn)推靠鉆頭和不旋轉(zhuǎn)套筒推靠鉆頭兩種工具執(zhí)行機構(gòu)的動力學(xué)仿真,為復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的原理設(shè)計提供了基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明,采用復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具能夠很好地綜合全旋轉(zhuǎn)推靠鉆頭和不旋轉(zhuǎn)套筒推靠鉆頭兩類旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的技術(shù)優(yōu)勢,并針對該系統(tǒng)的制動和液壓控制兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié),設(shè)計了制動裝置及液壓控制系統(tǒng)和整個復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行機構(gòu);其次,根據(jù)旋轉(zhuǎn)與非旋轉(zhuǎn)這兩種型式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具

3、的工作特性,建立了復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向制動裝置和液壓系統(tǒng)的仿真模型,進行了仿真研究,結(jié)果表明,所設(shè)計的制動裝置能夠可靠制動;采用凸輪增壓的方式原理科學(xué),能夠滿足復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行機構(gòu)的制動及導(dǎo)向要求;最后將復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行機構(gòu)的液壓系統(tǒng)和制動裝置組裝起來,在設(shè)定了翼肋控制時序后進行的系統(tǒng)仿真研究結(jié)果表明,該復(fù)合式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行機構(gòu)的液壓系統(tǒng)能夠在兩種工作模式下均維持壓力穩(wěn)定,導(dǎo)向操作準(zhǔn)確可靠;在導(dǎo)向套旋轉(zhuǎn)的動態(tài)導(dǎo)向工作