高壓水射流防斜裝置原理分析及其設計.pdf

1、隨著油田勘探開發(fā)的進一步深入，在鉆井過程中井斜給鉆井工程帶來一系列的危害，因此鉆井過程中的防斜技術也越來越引起油田開發(fā)人員的重視。分析國內(nèi)外防斜裝置的研究，可以發(fā)現(xiàn)有很多種防斜裝置，一些簡單的防斜裝置不大適合復雜地層，而自動垂直鉆井技術為國外所壟斷，使用費用高昂。針對這種情況本文提出新型的高壓水射流防斜裝置。 針對目前在復雜深井和高陡地層中遇到的嚴重井斜和低效率等技術難題，提出了一種新型的防止井斜方法--高壓水射流防斜。高壓水射

2、流防斜裝置通過重力偏擺機構檢測出井斜方位，并通過閥門機構把高壓水射流引向井眼低邊，高壓射流在一部分旋轉(zhuǎn)運動期間被開啟，以便以此在一朝向所需路徑的方向上沖蝕地層，借助閥門機構實現(xiàn)流體切換，在鉆井過程中可以在方向上予以控制，實現(xiàn)防斜打直的目的。該裝置運用了高壓水射流技術，在鉆井過程中防斜的同時，更高效率的破碎巖石和清洗井底，是一種新型的防斜裝置。 本文設計的高壓水射流防斜裝置，由兩部分組成，重力偏擺定位系統(tǒng)和閥門系統(tǒng)部分。閥門系統(tǒng)又

3、由兩部分組成，電磁換向閥和滑閥機構。閥門部分的總體設計思路是用常壓的鉆井液流向去控制高壓鉆井液的流向。 本文研究內(nèi)容：利用Pro/E軟件建立了簡化的帶有超高壓噴嘴的PDC鉆頭三維幾何模型及井眼井底的物理模型，采用標準k-ε紊流模型，模擬了靜止情況下PDC鉆頭的井底流場情況，說明用高壓水射流實現(xiàn)防止井斜是可以實現(xiàn)的。用Matlab中的Simulink對電磁換向閥數(shù)學模型進行了仿真，分析電磁閥的響應特性，證明了電磁換向閥控制常壓射流