φ178旋转导向钻井工具设计开题报告材料
本科毕业设计（论文）开题报告
题 目： φ178旋转导向钻井工具设计
及控制轴动力学分析
学生：
院 （系）： 机械工程学院
专业班级：
指导教师：
完成时间： 2011 年 3 月 8 日
1.课题的意义
为了节约开发成本和提高石油产量，对那些受地理位置限制或开发后期的油田，
通常通过开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井来实现， 进而造成复杂结构的井不断增多。目前通行的滑动钻井技术已经不能满足现代钻井的需要。于是，自20世纪 80年代后期， 国际上开始加强对旋转导向钻井技术的研究; 到 90年代初期， 旋转导向钻井技术已呈现商业化。
旋转导向系统是一个集机、电、液于一体的闭环自动控制系统 ， 并以旋转钻井为其技术特征 ， 所以在减少井下摩阻、提高钻深能力和控制精度方面具有独特的优势 ，所以成为大位移井长稳斜段钻井作业的常用工具 ， 也适合于水平井水平段（特别是薄油水层水平井）的钻进与控制作业。目前国也正在研制开发旋转导向系统 ，从各个油田和区块的应用实例看，旋转导向钻井工具具有在旋转钻进时连续导向的能力，可以提高井眼的清洁度和机械钻速， 减少压差卡钻 ； 还具有井眼轨迹自动控制的能力，从而提高井眼轨迹的光滑度，降低扭矩和摩阻，也就相应地增加了水平井的延伸长度 。 但该系统对设备要求比较高， 要求设备、钻具等能承受高转速、大扭矩、高泵压，在某种程度上加大了对设备、钻具等的损伤， 而且该系统造价比较昂贵，一次性投入较大，并不是每个区块和地层都适用这种钻井技术。
2.国外研究状况
2.1 国外旋转导向钻井系统研究与发展现状
国外从20 世纪80年代末期开始旋转导向钻井系统的理论研究。 20 世纪 90
年代世界上多家公司，包括 ： Baker Hughes公司与 ENIAgip 公司的联合研究项目组、英国的 Camco 公司、英国的 CambridgeDrilling Automation 公 司、日
本 国 家 石 油 公 司（JNOC）等分别形成了各自的旋转导向系统样机 ， 并开始进行现场试验和应用。至20 世纪末期 ， 三家大的石油技术服务公司
Schlumberger 、 Baker Hughes和Halliburton通过各种方式分别形成了其各自商业化应用的 AutoTrak RCLS 、PowerDrive SRD 和Geo － Pilot 旋转导向钻井系统。
2.1.1 Geo － Pilot旋转导向钻井系统
Geo － Pilot 系统是 Halliburton公司下属的 Speny － Sun 公司开发的旋转导向系统 ， 又称 RST （Rotary Steerable Tool）。 其主要特征是下部驱动主轴可
在壳体旋转成一定角度 ， 相当于形成一个可调弯角 ， 可对井斜和方位进行纠正。Geo － Pilot 系统采用控制钻柱弯曲特征来实现钻头轴线的有效导控 ， 其优点是
造斜率由工具本身确定 ， 不受钻进地层岩性的影响 ， 在软地层及不均质地层中效果明显 ， 缺点是钻柱承受高强度的交变应力 ， 钻柱容易发生疲劳破坏。 另外 ，
高精度加工是保证这种系统导向效果的关键。
2.1.2 AutoTrak旋转导向钻井系统
AutoTrak系统是一套集钻进和随钻测量为一体的定向钻井系统 ， 能够在旋转钻井过程向造斜钻进 ， 主要是因为它有一个独特的非旋转可调扶正器滑套 ， 此扶正器滑套并非真的不旋转 ， 只是相对钻头驱动轴而言它几乎是不旋转 ， 因此在旋转钻进过程中 ， 此扶正器滑套可以保持一种相对静止的状态 ，从而保证钻头沿着某一特定的方向钻进． 非旋转扶正器滑套有元件 ： 近钻头井斜传感器、电子控制元件、液压控制阀和活塞 ， 见图1．通过液压可推动活塞分别对3 个稳定块施加不同的压力 ， 其合力就使钻具沿某一特定方向偏移 ， 从而在钻进过程中使钻头产生1 个侧向力 ， 保证钻头沿这一方向定向钻进 ．
图 1 AutoTrak部结构
2.1.3 Power Drive旋转导向钻井系统
斯伦贝谢公司的旋转导向系统主要是指 PowerDrive系统 ， 包括
PowerDrive X5110 、 PowerDrive X5900 、 PowerDrive X5 、 PowerDrive
X5675 、 PowerDrive X5475 、 PowerDrive Xceed 900、 Power vorteX ，除了 Power vorteX 是动力式旋转导向系统外 ， 其他均为全旋转式旋转导向系统 ， PowerDrive X5 系列旋转导向工具可通过 PowerPulse 和 TeleScope工具实时测量井下数据 ， 测量近钻头地层状态、钻头振动情况和钻头转速 ， 利用近钻头伽马射线显示地质和井眼成像 ，自动纠斜。它适用的井眼尺寸为5.25～26 in ，
可用常规钻井液 ， 最高耐温 150 ℃ ， 流量围480 ～ 1900 gpm ， 最高耐压20000 psi ， 其中 ， PowerDrive X51100 型最大转速200 r／min ，最大造斜率3°／ 100 f t ， PowerDrive X5475 型最大转速 250 r／min ， 最大造斜率
8 °／100 f t 。 PowerDrive Xceed 系列可以用于裸眼侧钻、随钻扩眼或用双芯钻头钻研磨性地层 ， 其使用参数与 PowerDrive X5 系列大致相同 ， 适用的井眼尺寸为 8.375～ 17.5in ， 可用常规钻井液 ， 最高耐温150 ℃ ， 流量围 450 ～0 gpm ，最高耐压20000 psi ，最大转速 350 r／min ，其中 ，PowerDrive Xceed
900 型最大造斜率 6.5°／100 f t ，PowerDrive Xceed 675 型最大造斜率 8°／100 f t ．Power vorteX 是一种高性能的导向钻井工具 ， 可以提升所需的井下动力 ， 增加井眼的稳定性 ， 自动纠斜 ， 有智能的高性能动力组件 ， 可适用于
4.75～ 11in的井眼 ， 最高耐温150 ℃。PowerDrive 调制式旋转导向系统在结构设计方面更为简单 ， 小型化趋势好 ， 全旋转工作方式使钻柱对井壁没有静止点从而可以保证这种系统更能适合各种复杂的环境钻井极限井深更深 ， 速度更快 ， 在大位移井、三维多目标井及其它高难度特殊工艺井中更具竞争力。由于在钻具与井壁间不会产生阻碍钻屑流动的瓶颈所以提高了携屑液流的通过能力。因为钻具没有产生摩擦的固定部件 ， 也提高了机械钻速。 由于没有固定部件或慢速旋转部件与套管、斜向器或井壁接触所以发生机械故障和压差卡钻的几率大幅度下降从而提高了钻具寿命。 全旋转系统可以使用任何类型的钻井液 。
斯伦贝谢公司的 Power Drive Xceed 钻具可以解决钻软地层和裸眼侧钻过程中旋转导向钻具所遇到的问题 。 这套系统唯有近钻头稳定器与井壁接触在钻软地层时不再需要借助翼片推靠井壁或慢速旋转钻具来控制方位 。 井下钻具与地面的通讯是借助于 Power Pluse MWD 遥测系统来实现的 ， 它包括一整套随钻电子测量工具。 Power Drive Xceed与 Power Pluse相互结合 ， Power Drive Xceed
就可以在钻进过程中向井口提供钻具面、井斜角、方位等实时测量数据。根据所获得的信息 ， 可从井口发出指令以保持或改变钻头轨迹。钻具部的电子测量工具会自动调整钻具的位置 ， 使钻具在不与井壁接触的情况下始终处于井眼的高边 。但工作寿命有待进一步提高 。
2.2 国旋转导向钻井系统研究现状
20世纪90 年代中期 ， 在跟踪调研国外先进技术的基础上 ， 国少数研究机构开始进行这方面的研究工作 ， 但与国外水平相比存在相当大的差距 。 进入21
世纪 ， 在国家“863”项目的支持下 ， 由中国石化集团公司胜利石油管理局钻井院和中国海洋石油总公司分别牵头对调制式旋转导向钻井系统和静态偏置推靠式旋转导向钻井系统进行了系统的研究攻关 ， 并在关键技术方面取得了突破。
3.毕业设计（论文）的主要容
（1）查阅、收集有关钻转导向钻井工具的资料，理解钻转导向钻井工具原理与结构，了解国外钻转导向钻井工具的研究与应用现状和发展趋势，搞清本次毕业设计所要设计的容，在此基础上完成开题报告。
（2）查阅有关钻转导向钻井工具的外文资料并选定一篇进行翻译。
（3）分析钻转导向钻井工具的结构特点及其所存在的缺陷，提出钻转导向钻井工具的的设计方案和对控制轴进行动力学理论分析。
（4）画出结构草图，并根据任务书所给数据进行计算和校核，确定钻转导向钻井工具的各零部件具体尺寸，如有需要，对初步方案和草图进行修改，并进行整个工具经济性评价。
（5）画出钻转导向钻井工具的装配图和各零部件的零件图。
（6）完成毕业设计论文。
4.所采用的方法、手段及步骤等
本次设计主要采用的方法是文献研究法，通过查阅和收集有关钻转导向钻井工具原理结构和在油田应用方面的论文、专利、期刊和书籍，了解钻转导向钻井工具的原理、结构以及存在的问题，提出自己的更好的方案。具体步骤如下：
（1）查阅和收集有关钻转导向钻井工具在油田应用方面的资料，了解钻转导向钻井工具的原理、结构；
（2）分析钻转导向钻井工具存在的缺陷，提出钻转导向钻井工具的设计方案；
（3）根据方案画出结构草图，并进行计算、校核和必要的修改，确定钻转导向钻井工具的各零部件具体尺寸；
（4）画出钻转导向钻井工具的装配图和各零部件的零件图。
5.阶段进度计划
这次毕业设计的时间为2011年2月21日至2011年6月15日，结合导师的要求和自身的实际情况，决定以下设计进度：
第一阶段：1周 - 2周 熟悉论文题目，查找与钻转导向钻井工具相关的资料；
第二阶段：3周 - 4周 完成开题报告和英文翻译；
第三阶段：5周 - 6周 完成钻转导向钻井工具的初步结构草图；
第四阶段：7周 -14周 进行各种数据计算以及完成设计图纸，撰写论文；
第五阶段：15周-16周 准备答辩。
参考文献
［1］ 闫文辉 ， 彭勇 ， 绍槐 ．旋转导向钻井工具的研制原理［J］ ．石油学报 ，
2005 ， 26(5) ： 94-97 ．
［2］ 肖仕红 ， 梁政 ．旋转导向钻井技术发展现状及展望［J］ ．石油机械 ， ２００６ ， 34(4) ： 66-70 ．
［3］ 俊 ， 倪学莉 ， 晓东 ．动态指向式旋转导向钻井工具设计探讨［J］ ． 石
旋转导向工具稳斜钻进井眼轨迹控制方法设计
２０１６年第２卷第３期 袖璀材岛仪器
ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭ ＴＵＢＵＬＡＲ Ｇ００ＤＳ＆ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ
·开发设计·
旋转导向工具稳斜钻进井眼轨迹控制方法设计
吴文晋，白玉新，秦二卫，张 达，王 恒
（中国运载火箭技术研究院第十八研究所北京１０００７６）
摘 要：提出了一种旋转导向工具在稳斜钻进作业时井眼轨迹控制方法。稳斜钻进作业中需要控制井斜和方位两个参数。控制
方法由井下闭环和井上闭环两部分组成。井下闭环利用井下近钻头设备实时测量的井斜角信息，并通过液压控制系统闭环控制井
斜，保证井眼轨迹在井斜方向按照井眼轨迹设计方向前进。井上闭环利用随钻测量设备向地面提供的井斜角、方位角信息，经过地
面软件处理得到实钻轨迹并同设计轨迹进行比较，得出方位调整策略，通过数据下传技术下传到井下旋转导向工具，旋转导向工具
依据方位调整策略进行扭方位操作，以保证实际轨迹和设计轨迹的重合。控制方法中根据导向能力需求不同，将导向力分成多个
档次，以适应不同钻井条件下对全角变化率的要求。试验验证了控制方法的有效性。
关键词：定向钻井技术；旋转导向钻井；稳斜钻进；控制方法
中图法分类号：ＴＥ２７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９６—００７７（２０１６）０３—００１５—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｗｅｌｌ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｒｏｔａｒｙ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ
Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｓｔｅａｄｙ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ
Ｗｕ Ｗｅｎｊｉｎ，Ｂａｉ Ｙｕｘｉｎ，Ｑｉｎ Ｅｒｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ Ｄａ，Ｗａｎｇ Ｈｅｎｇ
（Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｌａｕｎｃｈ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １８ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｗｅｌｌ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｒｏｔａｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｓｔｅａｄｙ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｒｏｔａｒｙ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ
钻井工程设计报告范文
钻井工程设计报告范文
一、引言
钻井工程设计是石油和天然气开发过程中至关重要的一环。其目的是开展钻探作业以获得地下油气资源。本文将详细介绍钻井工程设计的内容，包括设计原则、工程方案、工作流程以及设计参数等。
二、设计原则
1. 安全第一：钻井工程设计的首要原则是确保操作人员和设备的安全。所有设计决策都应以安全为前提，遵循相关规范和标准，采取适当的安全措施，预防事故和灾难的发生。
2. 经济性：钻井工程设计应在安全的前提下追求经济效益。设计师应通过选择适当的装备和工艺流程，优化钻探时间和成本，并确保提高钻井速度和效率。
3. 环境友好：钻井工程设计应注重保护环境，减少对自然资源的消耗和污染。设计师应遵循环保法规和政策，采取相应措施减少废弃物的产生，妥善处理和回收利用可回收资源。
三、工程方案
1. 钻井井型选择：根据地质勘探和地下构造的情况，选择合适的钻井井型，如水平井、垂直井或斜井等。同时考虑目标层位、井壁稳定性等因素，确定最佳井型。
2. 钻井液选择：根据地质状况和钻探目标，选择合适的钻井液类型，如泥浆、泡沫液或气体钻井液等。确保钻井液的性能符合要求，同时降低钻井液对地下水和环境的影响。
3. 钻具设计：根据井深、井径和钻井液性质等因素，选择合适的钻具，包括钻头、钻柱、钻杆等。进行钻具强度校核，确保钻具能够承受地层压力和摩擦力的作用。
四、工作流程
1. 钻探前期准备：包括设计井勘探方案、编制施工程序、准备设备和材料等。
2. 钻具组装：将各类钻具进行组装，包括钻头、钻柱、钻杆等。
3. 井下作业：进行井下操作，包括井探、起下钻井具、置换钻井液等。
4. 钻层评价：对钻探过程中碰到的地层进行评价，包括地层性质、含油气性能等。
5. 钻层完井：根据地质勘探结果，决定是否完成钻层作业，布套并进行封井作业。
五、设计参数
1. 井深和井径：决定井筒的长度和直径，根据地质状况和勘探需求确定。
2. 钻井液参数：包括密度、粘度、流变性等，根据地质勘探需求和目标层位选择合适的参数。
旋转导向钻井工具
旋转导向钻井工具
李翔
【期刊名称】《引文版：工程技术》
【年(卷),期】2016(000)006
【摘 要】旋转导向钻井工具的实质还没有被广大地质钻探工作者所认识，所掌握。对钻井水力压裂法开采岩盐的特点了解甚少，在成井过程中应该注意些什么，施工中出现一些意想不到的问题应该采取哪些技术措施，并不十分清楚。研究首先对旋转导向钻井工具的意义进行了分析，然后介绍了旋转导向钻井系统组成，最后对旋冲钻井施工设计进行了讨论讨论。
【总页数】1页(P92-92)
【作 者】李翔
【作者单位】中石化胜利油田钻井工程技术公司，山东东营257300
【正文语种】中 文
【中图分类】A
【相关文献】
1.旋转导向钻井工具试验台加载控制系统的研究2.旋转导向钻井工具试验台主轴驱动液压系统的稳定性3.动态指向式旋转导向钻井工具面角的动态测量4.旋转导向钻井工具姿态参数的DSP数据采集系统设计5.旋转导向钻井工具姿态测量陀螺仪故障估计与处理方法
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旋转导向钻井工具3D参数化虚拟样机设计
２Ｏｌ３年第４２卷 第６期第２７页 石油矿场机械 ０ＩＬ ＦＩＥＬＤ ＥＱＵ１ＰＭＥＮＴ
文章编号：１００１ ３４８２（２０ｌ３）０６ ００２７ ０４
旋转导向钻井工具３Ｄ参数化虚拟样机设计
王鹏，唐雪平，洪迪峰
（中国石油集团钻井工程技术研究院，北京１０００８３）
摘要：简述了旋转导向工具的结构组成和工作原理。利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件平台对某型旋转导向工
具进行３Ｄ参数化设计。采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ自带的有限元插件ＣＯＳＭＯＳＷｏｒｋｓ建立了该工具的三
维有限元网格模型，对芯轴进行了有限元分析，分析结果证明芯轴的结构设计合理，强度满足工况
要求。虚拟样机设计和有限元计算结果为进一步改进和优化旋转导向钻井工具提供了理论依据。
关键词：旋转导向钻井工具；计算机辅助设计；三维模型
中图分类号：ＴＥ９２７．６ 文献标识码：Ａ
Ｖｉｒｔｕａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｒｏｔａｒｙ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｔｏｏｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ３Ｄ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＷＡＮＧ Ｐｅｎｇ，ＴＡＮＧ Ｘｕｅ—ｐｉｎｇ，ＨＯＮＧ Ｄｉ ｆｅｎｇ
（Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＮＰＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃ＾ｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔａｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｔｏｏｌ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｔｕｒｅ，ａ ３Ｄ ｓｏｌｉｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔａｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｔｏｏｌ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ ｂｙ
ｍｅａｎｓ ｏｆ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ＦＥＡ ｍｏｄｕｌｅ ｉＳ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｂａｓｅｄ Ｏｎ ｔｈｅ Ｃ（）ＳＭ（）ＳＷｏｒｋｓ
旋转导向工具导向模块部件组成及原理
旋转导向工具导向模块部件组成及原理
摘要：本文主要对旋转导向钻井工具研发的关键技术之一导向模块的研究情况作了简要介绍，并对目前导向模块的机械设计结构、供电、通讯、控制系统的工作原理、非接触供电部分的试验设计做了详细的说明，确定了存在的技术难点及下一步我们要主攻的研究方向。
关键词：旋转导向工具 导向模块 非接触供电 电磁感应 定向控制
一、旋转导向结构
旋转导向钻井工具由双向通讯系统、MWD随钻测井系统以及导向系统三部分组成。导向系统是其主要执行机构，是能否实现定向自动控制的重要部件。导向头设计结构，如图1所示。
图1：导向头结构图
导向头从结构上分为旋转轴和不旋转导向外套两大部分。旋转轴从导向套中间穿过与钻头连接，带动钻头与钻柱一起旋转，导向套与旋转轴之间镶有金刚石耐磨片的硬质合金滑动轴承，以保证相对转动时产生较小的磨损。三个可伸缩翼肋布置在导向套中，由地面大控制闭环或地下小控制闭环控制其伸缩量以进行方位和井斜的控制。
二、导向头各部件组成与工作原理
(一)导向头各部件组成
导向头部分由初级电路模块、非接触供电及通讯模块、次级电路及近钻头井斜工具面测量模块、液压模块等组成。其中初级电路模块、非接触供电的内套部分和中心轴一起旋转，而非接触供电的外套部分、次级电路及近钻头井斜工具面测量模块、液压模块置于不旋转导向套中。
1.初级电路模块
包括信号解调电路、信号与能量载波调制电路。它用于接收上部泥浆发电机向下传递的电能及地面给出的命令信号给出的轨迹井斜方位信号并经过处理后输出。再通过信号与能量载波调制电路与命令信号、轨迹井斜方位信号进行相应的调制，输出给非接触供电及通讯模块。
2.非接触供电及通讯模块
信号与电能的共同传递还会带来信号调制和双向同步传输能量与信号的问题。信号调制的关键是如何进行优化调制以达到最小的错码率。双向同时传输的主要问题是在一条通路上如何进行下传150W交流电能的同时上传控制信号。这些方面都需要进行深入的理论研究及实验。经过调研试验，项目组已经确定了应用感应式非接触供电及信号传递技术在初级电路和次级电路之间传递的可行性。非接触供电及信号传递系统包括原边和副边，其设计结构如下：
旋转导向井下工具控制系统设计及室内试验
旋转导向井下工具控制系统设计及室内试验
刘新华;董广华;赵洪山;杨全进
【摘 要】During drilling a long horizontal-section well,an extended reach
well and multilateral wells,rotary steering system can improve drilling
speed,reduce downhole accidents and decrease drilling cost greatly
because it can prevent sticking and slipping,and have a good result to
carry cuttings. The paper has presented the whole project of developed
rotary steering motor(RSM) ,the structure and working principle of RSM
control system were also be studied in detail. Rotary steering tool is driven
by both downhole motor and rotary table. Well trajectory can be
effectively controlled by adjusting steering pad. Steering or non-steering
status and each pad are controlled by using independent electromagnetic
valves,which guarantees reliability and control accuracy of RSM,also
旋转导向钻井工具导向执行机构设计
旋转导向钻井工具导向执行机构设计
闫文辉;彭勇
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2006(026)011
【摘 要】旋转导向钻井工具可以根据井下工程、地质、几何参数的监测及实际需要,按已设定的程序或交互式给定的指令进行井身轨迹(包括井斜、方位)的控制和调整,有两种基本控制执行模式,一是导向执行模式,二是稳斜或不导向执行模式.导向执行机构是该工具功能实现的最终执行机构.文章介绍了导向执行机构的工作原理,给出了其三维CAD结构图,指出了设计时应注意的问题、设计难点和采取的主要措施.指出导向执行机构的设计需考虑的主要因素有:导向执行机构所产生的推靠力应均匀,避免对井壁产生过大的冲击力;保证导向执行机构本体中通往钻头的钻井液主通道的流畅,尽量降低压力损失;保证通往3个推力柱塞的钻井液流量与主流道流量的合适比例;提高推靠井壁的巴掌的耐摩性.初步计算了巴掌的推靠力.室内功能实验证明所设计的导向执行机构结构设计方案基本正确.
【总页数】3页(P70-72)
【作 者】闫文辉;彭勇
【作者单位】西安石油大学机械工程学院;西安石油大学机械工程学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TE2
【相关文献】 1.旋转导向钻井工具导向力优化设计 [J], 彭勇;闫文辉;李继博
2.旋转导向钻井工具执行机构推靠力规律分析 [J], 段正勇;彭勇;李继博
3.复合式旋转导向钻井工具原理与导向执行机构分析 [J], 刘江民;闫文辉;彭勇;韩薛云
4.旋转导向钻井工具执行机构推靠力分析 [J], 彭勇;闫文辉;李军强
5.旋转导向钻井工具姿态参数的DSP数据采集系统设计 [J], 张旭亮;阮岩
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浅谈旋转导向钻井工具实验台的夹具设计
浅谈旋转导向钻井工具实验台的夹具设计
【摘 要】随着以旋转导向钻井系统为核心的钻井技术的发展，旋转导向钻井工具实验台能够模拟旋转导向钻井工具在井下的正常工作情况下，改变旋转导向工具的旋转速度，测量在不同的旋转速度下的压力、流量等参数，并通过控制面板上的压力表和流量表来测量出具体的数据，加以分析。本文很好地的解决了旋转导向钻井工具在实验台的夹持固定，确保了实验的顺利进行。
【关键词】旋转导向钻井工具；实验台；夹具
0.引言
井下旋转导向工具是旋转导向钻井系统的核心，它是实现旋转导向的根本。井下实时控制系统或地面监控系统能按照预置或要求的三维井眼轨迹，根据测量信息，对井下工具进行实时控制或遥控。测量与传输系统应能测出近钻头处井眼的空间姿态信息，并能及时传送给井下微电脑以及地面计算机。测量的信号经过处理成为新的控制指令。井下实时控制系统或地面监控系统发出控制指令使井下旋转导向钻井按照控制指令进行动作，从而实现井眼轨迹的旋转导向控制。目前，旋转导向钻井工具试验台的研究方面已经取得了一定的突破，出现了一些试验设备，由于旋转导向钻井工具的在实验台上夹持固定所限制，试验台的技术还不是很成熟，仍然处在发展阶段。
1.实验台夹持装置整体布局设计
用实验的方法来测量模拟的现场旋转导向钻具的工作情况来测定旋转导向钻井工具在不同转速的工作情况是的压力、流量。由于旋转的动力来源是电机通过减速器，带动皮带轮传递扭矩；而液体的来源主要靠电机带动离心泵用液体的压力差抽水，所以此实验属于液压实验的范畴，目前国内已经有这方面的研究，但由于钻具的刚度和其它技术方面所限制所以在技术上还有待进一步的发展。
根据旋转导向钻井工具的数据要求，参照以往此类实验台的数据，和有关旋转导向钻井工具的性能、工作原理，以下思整体够思如图（1.1）所示：
图1.1 旋转导向钻井工具实验台
图中的支撑架、旋转导向钻井工具支撑板、辅助支架、以及底座都是辅助机构。其中整体支架和底座是最基本的构件之一，它的作用是支撑整个实验仪器，以及固定传动构件如：电机、离心泵、水箱、支撑板等实验仪器，并把实验仪器稳定的放在地面上。另外，它的宽度、长度和材料构成整体的外形尺寸还决定了整套实验仪器的空间的整套实验设备的稳定等。导向钻井工具支撑板是比较重要的一个辅助结构，因为它要与导向钻井工具的夹具直接接触，并将其固定牢靠，所以对这个支架的要求较高。具体要求是：1.保证材料强度满足实验需要，不能出现支撑板弯折现象；2.保证其夹具与导向钻井工具外表面紧密接触，不能出现
旋转钻机液压系统毕业设计开题报告
旋转钻机液压系统毕业设计开题报告
昆明理工大学毕业设计（论文）
开 题 报 告
题 目：
学 院：
专 业：
学生姓名：
指导教师：
日 期：
第1页，共3页
第2页，共3页 毕业设计（论文）的主要内容：
研究意义：课题来源于云南省小龙潭矿务局。小龙潭矿务局是云南省重要的煤炭生产基地，区内主要可采煤层厚4.37-222.96米，为巨厚复杂结构褐煤。旋转钻机用于露天开采爆破作业前钻孔施工，钻孔孔径为120mm，最大孔深为12m，采用电动机作为动力，螺旋钻杆排碴。近年来由于用电量大幅度提高，煤炭需求量增大，导致小龙潭煤矿供不应求，需扩大开采量。应原钻机满足不了钻孔要求，且回转机构减速器润滑差，易坏，需改进。但应原钻机设计落后，现今缺失大量资料，改进难度大。只能设计一款新型钻机进行钻孔。
毕业设计（论文）内容：
1.旋转转机的总体布置
2.电气系统的总体设计
3.液压系统的设计
4.回转机构的选型或设计
5.加压提升机构设计
6.钻架装置设计
7.主要技术参数计算和关键零件强度、刚度校核
8.零部件的三维实体造型和虚拟装配
9.零部件的工程图生成
10.典型零件的计算机数控加工图形编程
11.典型零件的数控加工仿真
专题（子课题）题目：液压系统设计及零件数控加工自动编程
内容：
1.钻机I电气控制系统和液压系统的原理设计
旋转导向钻井下行信息传输技术研究开题报告
旋转导向钻井下行信息传输技术研究开题报告
一、研究背景
随着石油勘探技术的不断发展，越来越多的钻探井深度已超过5000米以上。在这种情况下，油井垂直深度越来越大，没有办法保证在井底部施工的状况下传输数据，给油田的管理带来了极大的不便。因此，急需研究一种新的井下测量技术，使得在深井作业时也能够实现远程数据的监测和传输。
二、研究目标
本研究的主要目标是探索一种新的钻井下行信息传输技术——旋转导向钻井下行信息传输技术。在井下测量的过程中，利用旋转导向技术将井下数据通过旋转的方式传输到地面。
三、研究内容
本研究的主要内容如下：
1. 旋转导向技术原理的研究：分析旋转导向技术的原理及其在油井测量中的应用。
2. 解决旋转导向中的难点问题：包括旋转过程中数据传输的可靠性问题，以及钻探过程中可能出现的掉钻情况对数据传输带来的干扰问题等。
3. 设计旋转导向的系统：根据旋转导向技术的原理和解决方案，设计一套完整的旋转导向系统，并进行实验验证。
四、研究意义
本研究的意义在于： 1. 提高油田勘探及开发的效率：通过旋转导向钻井下行信息传输技术，可以实现油井深度的实时数据传输，大大提高油田勘探及开发的效率。
2. 推动钻探技术的发展：旋转导向技术的应用可以推动钻探技术的不断发展，为我国的油气产业发展提供技术支持。
五、研究方法
本研究将采用以下方法：
1. 文献综述：对于旋转导向技术、数据传输、井下传输等相关领域的文献进行综述，了解国内外在这些领域的研究现状。
2. 理论研究：分析旋转导向技术的原理，并通过理论模型进行分析。
3. 实验设计：设计旋转导向系统的实验方案，并进行实验验证。
4. 数据分析：对实验得到的数据进行统计和分析。
六、研究计划
本研究的计划如下：
1. 前期准备（1个月）：收集相关文献、学习相关知识、了解仪器设备等。
2. 理论研究（1.5个月）：对旋转导向技术进行理论分析，并建立相应的理论模型。