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旋轉(zhuǎn)導向pdc鉆頭結(jié)構(gòu)研究初探(已修改)

2026-06-26 08:32 本頁面

　

【正文】編號：論文題目：旋轉(zhuǎn)導向PDC鉆頭切削結(jié)構(gòu)研究初探單位：產(chǎn)品所作者姓名：張建平編寫時間：二○○五年三月二十五日二00五年一月編制旋轉(zhuǎn)導向PDC鉆頭切削結(jié)構(gòu)研究初探張建平摘要本文簡要介紹了目前世界上比較成功應用的三種典型旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)――AutoTrak RCLS、PowerDriver、GoePilot，對其導向原理和工作模式進行了深入分析，并在此基礎(chǔ)上得出了在推靠鉆頭式和指向鉆頭式這兩種導向模式下PDC鉆頭的受力和運動特點，根據(jù)這些特點分析提出了適應于旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)的PDC鉆頭應具有的力平衡、淺內(nèi)錐短輪廓、連續(xù)遞增后傾角、過載保護齒以及低扭矩保徑等結(jié)構(gòu)。特別是在對旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)兩種導向方式（推靠鉆頭式和指向鉆頭式）進行充分研究后提出了一種新的保徑結(jié)構(gòu)——選擇性低扭矩側(cè)切保徑結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞 PDC鉆頭旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng) 圖1MWD，井下計算機，近鉆頭井斜傳感器，偏心穩(wěn)定器，PDC鉆頭，壓力測量短節(jié)，LWD，儲層導向短節(jié)旋轉(zhuǎn)自動導向閉環(huán)鉆井技術(shù)是20世紀90年代發(fā)展起來的一項尖端自動化鉆井技術(shù)，它代表了當今世界上鉆井技術(shù)的最高水平，這項技術(shù)的出現(xiàn)使世界鉆井技術(shù)發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍。采用這種導向系統(tǒng)完全拋開了傳統(tǒng)的滑動導向方式，而代以旋轉(zhuǎn)導向鉆進方式，可以自動、靈活地調(diào)整井斜和方位，大大提高了鉆井速度和鉆井安全性，軌跡控制精度也非常高，完全適合目前開發(fā)特殊油藏的超深井、高難定向井、水平井、大位移井等特殊工藝井導向鉆井的需要。但是，目前國內(nèi)外對旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)的研究基本上都是專注于該系統(tǒng)本身，而對適用于該系統(tǒng)的PDC鉆頭切削結(jié)構(gòu)的研究比較少。本文試圖在對旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)的工作原理、運動模式進行研究分析的基礎(chǔ)上對適用于這一系統(tǒng)的PDC鉆頭切削結(jié)構(gòu)進行初步探討。典型旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)概述目前，國際上已經(jīng)商業(yè)化且比較成熟的旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)主要有Baker Hughes Integ公司的AutoTrak RCLS系統(tǒng)、Halliburton下屬子公司SperrySun的GeoPilot系統(tǒng)、Schlumberger公司的PowerDrive系統(tǒng)。國內(nèi)石油大學、西安石油大學、上海大學等院校也在開展這方面的研究并取得了一定的科研成果。、AuotTrak RCLS系統(tǒng)圖2Baker Hughes Integ公司對AutoTrak RCLS系統(tǒng)的研究開始于1993年，RCLS是“Rotary ClosedLoop Drilling System”的縮寫，意即“旋轉(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng)”。該系統(tǒng)于1996年研制成功并于該年正式推向市場，其總體結(jié)構(gòu)見圖1。自下而上，在PDC鉆頭之上是旋轉(zhuǎn)導向工具的本體（由近鉆頭井斜傳感器、偏心穩(wěn)定器和相

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