旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具虛擬設(shè)計(jì)及其導(dǎo)向能力仿真分析.pdf

1、旋轉(zhuǎn)自動(dòng)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是20世紀(jì)90年代初發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)自動(dòng)化鉆井技術(shù)。該技術(shù)能夠提高鉆井效率、降低鉆井成本、增強(qiáng)鉆井能力，其核心是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的整個(gè)旋轉(zhuǎn)自動(dòng)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)能在井下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)向、自動(dòng)優(yōu)化，確保以最高的效率、最優(yōu)的質(zhì)量完成所設(shè)計(jì)的井眼軌跡或?qū)崟r(shí)設(shè)計(jì)井眼軌跡。 本文以調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具為研究對(duì)象，主要完成了以下方面的研究： (1)在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，分析、研究工具執(zhí)行機(jī)

2、構(gòu)的結(jié)構(gòu)，首先完成了其主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而后對(duì)整個(gè)工具執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了虛擬裝配，并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真； (2)基于調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具穩(wěn)定平臺(tái)控制軸的結(jié)構(gòu)及工作原理，建立了穩(wěn)定平臺(tái)控制軸的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)方程，研究在確定的電機(jī)控制電磁力矩下，控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)響應(yīng)；分析了控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼系數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)響應(yīng)的影響； (3)基于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向原理，建立了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具井底鉆具組合的力學(xué)模型，分析了既定鉆井參數(shù)下鉆頭的側(cè)向力，