近钻头变径稳定器导向钻具造斜特性研究-论文.pdf

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1、石油机械2014年第42卷第5期CHINAPETROLEUMMACHINERY钻井技术与装备近钻头变径稳定器导向钻具造斜特性研究周爱照夏柏如(1．中国地质大学(北京)2．胜利石油工程公司黄河钻井公司)摘要：为提高现有导向钻具组合井眼轨迹控制能力，针对近钻头变径稳定器导向钻具造斜特性开展了研究。根据纵横弯曲梁法和三弯矩方程，考虑钻具结构弯角和变刚度管柱的影响，建立了带近钻头可变径稳定器的导向钻具组合力学特性分析模型，采用单因素法，对各种条件下近钻头可变径稳定器外径对钻具造斜能力的影响进行分析。分析结果表明，近钻头可变径稳定器外径对钻具造斜能力影响显著，在所研究的参

2、数范围内，钻具长度和井径扩大率对复合钻进造斜率的影响较为明显，上稳定器和钻压的影响次之，螺杆钻具结构弯角对复合钻进造斜率的影响最小。最后根据研究结果并结合现场实际工况，设计并研制出了井下遥控式近钻头可变径稳定器导向钻具。关键词：近钻头；变径稳定器；导向钻具；造斜；复合钻进中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001～4578．2014．05．009DeflectingCharacteristicofSteerableAssemblywithNear·BitAdjustableDiameterStabilizerZhouAiz

3、hao1，2XiaBoru(1．ChinaUniversityGeosciences(Beo'ing)2．YellowRiverDrillingCompany，SinopecShengliPetroleumEngineeringCo．，Ltd．)Abstract：Toimprovethewellpathcontrolcapabilityofexistingsteerableassembly，astudyisconductedondeflectingcharacteristicofsteerableassemblywithnear—bitadjustabledia

4、meterstabilizer．Basedonthebeamcol—umntheoryandthethree—momentequation，amodelconsideringtheeffectofpositivedisplacementmotorbendingangleandvariablestiffnessofdrillstringisestablishedforthemechanicanalysisoftheassembly．Theeffectsofsta—bilizer’Souterdiameterontheassemblygdeflectingresul

5、tsundervariableconditionsareanalyzedbyusingthesin-gle-factormethod．Theresultofinvestigationshowsthattheouterdiameterhasasignificanteffectonthedeflectingresults．Amongtheparametersstudied，theassemblylengthandtheholeenlargementratehavethegreatesteffectsonthebuild—uprate，followedbytheupp

6、erstabilizerandtheWOB，whilethepositivedisplacementmotorbendinganglehastheleasteffects．Combiningtheresultsandthefieldconditions，aremotedownholesteerableassemblywithnear-bitadjustablediameterstabilizerisdesignedanddeveloped．Keywords：near—bit；adjustablediameterstabilizer；steerableassemb

7、ly；deflecting；compounddrilling迹控制能力，从而大大提高复合钻进的比例，提高0引言钻井时效。但在导向钻具与钻头之间安装变径稳定器，改变了滑动导向钻具的造斜特性，因此有必要滑动导向复合钻井是目前定向造斜、轨迹调整开展相关研究，为滑动导向复合钻井工艺提供技术及控制中广泛采用的主导技术。由于滑动导向钻具支持。的导向能力主要依靠调整滑动井段和旋转井段的比例及控制滑动井段的工具面角来实现，在复合钻进1力学模型时轨迹控制能力有限。如果将可变径稳定器安装在导向钻具与钻头之间，则可显著增强复合钻进的轨以带有近钻头可变径稳定器的螺杆钻具为研究．-——4

8、0--——石油机械201