新型全旋转动态指向式旋转导向钻井系统设计

在研究现有旋转导向系统构成和关键组成单元结构及工作原理的基础上,分析了国内外旋转导向钻井系统的结构特点,并结合现场旋转导向系统的使用原则提出了新型全旋转动态指向式旋转导向钻井系统。该系统主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通信系统、钻井液发电系统、井下控制系统、井下测量系统和导向机构组成。系统将井下闭环和地面闭环相结合,实现旋转钻进过程中连续井斜和方位的调整,节省了频繁起下钻时间;系统的可控弯接头的偏心机构由内、外2个偏心环组成,并利用内、外偏心和矢量进行轨迹控制。可控弯接头偏心机构通过控制外偏心环伺服电机来驱动,可实现导向轴的摆动,保证可控弯接头实现导向钻进。

可控弯接头密封结构设计研究

旋转导向钻井工具在国内已有较大的发展,现已成型的导向钻具几乎全为钻头推靠式导向方式。可控弯接头导向钻具的设计研究为国内全旋转钻头指向式导向钻具的发展奠定了理论基础,其研制尚处于起步阶段,有许多关键技术亟待解决。简要介绍了旋转导向钻井工具结构和工作原理;针对其结构特点和实际的井下工作环境,对其密封结构进行重点研究。设计一种带有压力补偿的组合密封结构,为存在动态压力突变的钻井液-润滑油这一位置的密封问题提供一种理想的解决方案,并对关键密封部件进行有限元分析,以保证密封结构具有径向补偿、耐高温、耐高压、耐腐蚀、抗冲击、长寿命等特点,为可控弯接头原理样机的试制与相关原理性试验奠定良好的理论基础。