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旋转导向钻井系统执行机构关键技术研究

作　者: 王卫
导　师: 邹德永
学　校: 中国石油大学
专　业: 石油与天然气工程
关键词: 旋转导向液压分配偏置机构盘阀翼肋
分类号: TE923
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

滑动导向钻井无法满足超深井、高难定向井、丛式井、水平井、大位移井、分支井及三维多目标井等特殊作业需要,针对这些问题,本文首先对国内外关于旋转导向钻井技术的现状和发展趋势进行了充分调研,开展了新型旋转导向钻井工具的设计和现场试验研究。进行了调制式旋转导向钻井系统及井下工具的工作原理结构特点及设计特点的分析。进行了井下工具系统的机械设计及强度校核,包括偏置执行机构机械设计、偏置执行机构翼肋总成的设计及相关零部件的设计及计算。针对偏置执行机构研制了一套实验室检测系统,满足了室内模拟实验的要求。进行了液压分配系统、执行机构模拟试验、室内测试实验及地面打水试验等关键单元的模拟试验,研究开发了调制式旋转导向钻井井下工具功能性样机,并进行了多轮次的功能性试验,针对试验过程中发现的问题,对形成的地面功能性样机进行了改进设计。研制了现场测试工程样机,并与井下测量系统、上行通讯系统及地面监控系统联合进行了现场测试,现场测试表明,研究开发的工程样机实现了导向和非导向功能,但样机的整体性能还有待进一步的提高,以满足钻井现场高温、高压、强震动等恶劣环境的需要。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章前言  8-13
  1.1 研究的目的及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  9-11
    1.2.1 国外发展现状  9-10
    1.2.2 国内发展状况  10-11
    1.2.3 发展趋势  11
  1.3 研究内容、技术路线及预期成果  11-13
    1.3.1 研究内容  11-12
    1.3.2 技术路线  12
    1.3.3 预期成果  12-13
第2章旋转导向钻井系统的工作原理及技术特点  13-18
  2.1 旋转导向钻井系统的工作原理  14-16
  2.2 旋转导向钻井工具的技术特点  16-18
    2.2.1 结构特点  16-17
    2.2.2 设计特点  17-18
第3章旋转导向钻井井下工具设计  18-34
  3.1 旋转导向钻井井下工具总成  18-19
  3.2 偏置执行机构设计  19-28
    3.2.1 偏置执行机构原理及构成  19-21
    3.2.2 偏置执行机构本体流道设计  21
    3.2.3 活塞机构的结构设计  21-22
    3.2.4 活塞喷嘴直径设计  22-23
    3.2.5 活塞直径D2计算  23-24
    3.2.6 导向执行机构推靠力计算  24-26
    3.2.7 翼肋联接销轴强度计算  26-28
  3.3 液压盘阀分配系统设计  28-34
    3.3.1 液压盘阀分配系统的结构  28-30
    3.3.2 液压盘阀分配系统的工作原理  30
    3.3.3 液压盘阀连轴器销轴强度校和计算  30-32
    3.3.4 上盘阀连接平键的强度校和计算  32-34
第4章关键单元试验及分析  34-45
  4.1 液压盘阀分配系统模拟实验  34-40
  4.2 偏置执行机构模拟试验  40-41
  4.3 样机功能性实验  41-45
第5章现场试验应用  45-52
  5.1 先期准备  45-46
  5.2 基本数据  46-47
  5.3 试验过程  47-49
  5.4 后期检查  49-50
  5.5 试验分析  50-52
结论  52-53
参考文献  53-55
致谢  55

旋转导向钻井系统执行机构关键技术研究

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