全旋转指向式旋转导向钻井系统导向性能研究

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导向性能是全旋转指向式旋转导向钻井工具关键性能指标。本文主要针对全旋转指向式旋转导向钻井工具的导向性能及其影响因素进行分析,为旋转导向钻井工具研究设计提供理论基础。  本文首先分析了偏心环组对导向轴施加力的过程以及原理,建立了导向轴的受力模型。推导出了导向轴的受力方程。得到工具的内偏置力计算方程,并得到影响内偏置力大小和方向的参数。  其次通过对带有全旋转指向式旋转导向钻井工具底部钻具组合进行静力学分析,得到底部钻具组合的侧向力是由导向轴内偏置力、地层侧向力和工具自身侧向力组成。同时也对地层侧向力进行了计算分析,得到工具侧向力的计算方程;并根据全旋转指向式旋转导向钻井工具的结构,利用三点定圆法对其的几何造斜率进行了分析计算,推导了几何造斜率的计算式,分析工具结构参数对其造斜率的影响规律。  然后本文利用有限元软件ANSYS对全旋转指向式旋转导向钻井工具的关键部件进行了强度分析。同时对偏心环在旋转时所产生的偏心振动进行分析,偏心振动对工具正常运行的影响不容忽略。  最后本文利用JAVA研制了计算工具侧向力和几何造斜率的软件,具有计算工具几何造斜率的能力,为工具的进一步设计提供计算工具。
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