MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研究报告

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1、MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研究报告MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研发报告MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研究报告目录一、技术领域及背景31.1技术相关31.2技术背景31.3意义及必要性4二、技术可行性分析52.1技术简介52.2技术原理72.3技术具体实施方式82.3.1定子阀孔结构设计82.3.2转子阀孔结构设计112.4关键技术及创新点232.4.1转子沿轴向受力的数学建模232.4.2轴向力的数学分析25三、市场分析及风险应对303.1市场需求分析303.2风险分析及应

2、对323.2.1风险分析323.2.2风险对策34四、经济效益与社会效益分析374.1经济效益分析374.2社会效益分析38五、报告结论39MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研究报告一、技术领域及背景1.1技术相关技术名称：MWD旋转阀连续压力波发生器设计持有人：1.2技术背景钻井工程在内的油气井工程是石油工业上不可缺少的部分，与油气勘探和油气开发合称为三大支柱。目前，钻井技术不仅仅是打开和建立油气通道，已经成为提高油气井产量、提高采收率等增储上产的新途径和主要手段。由于在实际钻进过程中经常发生钻头

3、偏离设计钻井轨迹的现象，有时是井眼轨迹设计有误差，导致钻井偏靶事件的发生；有时是没有钻遇地质目标层以及钻井取心时由于深度误差造成取心错误的情况。因此，在钻井过程中进行实时监控、及时修改钻井设计轨迹或钻井设计方案是很必要的。由于电缆测井无法解决这类问题，随钻测量(MWD)技术就逐步发展起来，成为获取实时信息的关键技术。MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研究报告MWD是在钻井过程中进行井下信息实时测量和上传的技术的简称，是指在钻头附近测得某些信息，不需中断正常钻进操作而将信息传送到地面上来这一过程。信息

4、的种类：(1)定向数据(井斜角、方位角、工具面角)；(2)地层特性(伽马射线、电阻率测井记录)；(3)钻井参数(井底钻压、扭矩、每分钟转数)。传感器装在作为底部钻具组合一部分的特殊井下仪器中。井下仪器中有一个发射器，通过某种遥测信道将信号发送到地面。MWD按传输通道可分为(钻井液)泥浆压力脉冲、电磁波、声波和光纤传播四种方式，目前使用的最普遍的遥测信道是钻柱内的钻井液柱。信号在地面上被检测到后，经译码和处理，提供所需的信息。MWD的最大优点是可实时地“看”到井下正在发生的情况，从井底测量参数到地面接收到

5、数据只延误几分钟，可以改善决策过程。钻井液连续压力波信息遥测系统始于上世纪80年代，目前国外对连续压力波传输技术已掌握的非常成熟，而国内对于该项技术的研究则处于刚开始阶段。总体上，连续波压力发生器可以分为两大类：振荡剪切阀和旋转阀。MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研究报告剪切阀有定子和转子两部分。定子和转子均有相同数量的孔口，在结构上也十分相似。定子固定不动，转子相对于定子以一定的角度偏差来回剪切振荡，当转子沿一个方向旋转时，钻井液流通面积减少，压力增加；当压力增加至最大处时，转子反向旋转，流通面

6、积增加，压力减小，当转子和定子孔口重合时，压力恢复正常；转子相对于定子来回的剪切过程产生连续压力变化。此外，剪切阀转子的双向旋转特性可以有效降低转阀被钻井液固相颗粒堵塞的风险。剪切阀的不足之处在于，两侧末位置速度为零，需要电机不断正反转驱动，这种控制方式通常采用步进电机，当遇到较大阻力时，电机难以转到设定位置，影响转子的剪切作用。旋转阀在结构上与剪切阀完全相同，不同之处在于，旋转阀沿着一个方向转动，其防堵塞能力不如剪切阀，但是它的电机控制方式相对简单，可以选用线性电机，建立一个闭环反馈电路，通过电机精确

7、控制转子的旋转，产生连续压力波。1.3意义及必要性随着旋转导向钻井、地质导向钻井等先进钻井技术的应用，大量井下参数的实时测量与传输对信息传输速率(比特／秒或bit／s)提出更高要求，如果传输速率过低，将成为系统测量参数扩容的瓶颈，并影响钻速的提高。MWD旋转阀连续压力波发生器设计是目前随钻测量系统中应用最广泛的井下数据传输技术，采用MWD旋转阀连续压力波发生器设计进行数据的传输，使数据传输速率得到较大地提高，采用MWD旋转阀连续压力波发生器设计是解决井下数据传输“瓶颈”问题的有效方法之一，具有广泛的应用

8、前景。MWD旋转阀连续压力波发生器设计可行性研究报告通过MWD旋转阀连续压力波发生器设计可以为相关研究提供指导，因此MWD旋转阀连续压力波发生器设计具有较大地实际应用意义。二、技术可行性分析2.1技术简介MWD旋转阀连续压力波发生器设计借助钻井液的压力波来传送信号。MWD旋转阀连续压力波发生器设计Т的基本原理是将井下测量的信息转换成控制信息，用控制信息控制井下仪器的钻井液压力波发生器，使钻柱中的钻井液压力发生变化，压力信号通过钻柱中的钻井液