静态推靠式旋转导向钻具组合优化

静态推靠式旋转导向钻具组合优化

旋转导向钻井系统给钻井工程的发展带来了新的革命,它能够自动、灵活地调整井斜和方位,大幅度地提高了钻井速度和钻井安全性。为了提高静态推靠式旋转导向钻井系统研制及应用水平,必须对旋转导向工具的导向力和作用方位进行准确的预测。

而对旋转导向钻具组合力学特性分析是实现对钻进趋势预测的基础性工作。因此,建立完善的静态推靠式旋转导向钻具组合力学分析模型对于旋转导向工具的研制具有十分重要的意义。

在充分了解旋转导向工具结构和BHA力学特性分析方法的基础上,利用纵横弯曲法分别建立在二维和三维井眼中钻具组合力学特性分析模型和求解方法,得出钻头侧向力和钻头倾角的表达式。进而得到钻进趋势角的大小,为井眼轨迹的预测提供指导。

通过对钻具结构的分析,以提高工具的造斜率为目标,分别研究钻进参数(钻压大小、导向力大小),工具结构参数(导向力作用位置、第一扶正器参数、柔性短节参数)对提高造斜率的影响。从而给出优化RSBHA钻具组合性能的设计方案。

为旋转导向工具的研制提供参考。为了防止井下出现复杂情况,对翼肋造成破坏,影响正常的钻井施工。

对影响加厚翼肋处挠度的影响因素进行分析。另外,探讨了第一扶正器的直径和位置对加厚翼肋挠度的影响,相应的也给出了第一扶正器的直径和位置的设计系列。

并进一步讨论井壁弹性对RSBHA工具的影响,利用赫兹接触理论建立钻柱与井壁的接触分析模型,分析了不同的井眼曲率和岩石弹性模量对旋转导向工具钻

头侧向力的影响。