垂直鉆井系統(tǒng)底部鉆具組合的力學性能研究.pdf

1、在高陡構造等復雜構造地區(qū)，國內(nèi)迫切需要能實時控制井斜、成本較低、效率較高的防斜打直技術。國外鉆井技術服務公司研制的自動垂直鉆井系統(tǒng)已經(jīng)在高陡構造等易斜地層的現(xiàn)場應用中取得了良好的效果。國內(nèi)處于該項技術的研究階段，因此開展“自動垂直鉆井系統(tǒng)底部鉆具組合的力學性能研究”是十分必要的。 針對自動垂直鉆井系統(tǒng)底部鉆具組合的不同形式，應用縱橫彎曲法建立了普適的一維和二維力學模型。基于對鉆頭和地層各向異性的考慮，根據(jù)鉆頭和地層相互作用模型，

2、提出了理想井斜趨勢角、鉆頭異性井斜趨勢角、地層異性井斜趨勢角的概念，完善了井斜趨勢角的工程概念，在各向異性鉆頭和各向同性地層作用的二維鉆速方程的基礎上，推導了各向同性鉆頭和各向異性地層相互作用的二維鉆速方程及各向異性鉆頭和各向異性地層相互作用的二維鉆速方程，建立了鉆頭異性井斜趨勢角，地層異性井斜趨勢角，井斜趨勢角的計算模型，建立了一種綜合考慮鉆壓、鉆頭側向力、鉆頭轉角、井斜角、地層傾角及鉆頭和地層各向異性指數(shù)的以井斜趨勢角為指標的鉆進趨

3、勢預測方法。利用所建立的力學分析模型和鉆進趨勢預測方法，分別對自動垂直導向塊和穩(wěn)定器的配合位置、井斜角、井眼擴大率、鉆井液密度、鉆鋌剛度、鉆壓、井眼曲率等因素對自動垂直鉆井系統(tǒng)的造斜能力的影響規(guī)律進行了研究。同時依據(jù)所建立的模型和鉆進趨勢預測方法，編制了自動垂直鉆井系統(tǒng)底部鉆具組合力學分析程序，利用該程序可以對自動垂直鉆井系統(tǒng)底部鉆具組合進行一維和二維力學分析，計算鉆頭側向力、鉆頭轉角、井斜趨勢角，鉆具組合在一定工況下的降斜率，可以根據(jù)