特深定向井滑动导向过程中扭矩传递规律研究

常规滑动导向过程中工具面调控速度与精度对提高特深定向/水平井定向钻井效率至关重要,明确常规导向过程中扭矩传递规律对提高工具面调控效率具有重要意义,而且该研究还是实现定向钻井自动化和智能化的核心基础理论。为此,建立了滑动导向过程中钻具动力学计算模型,给出了钻具井口扭转角度与井底工具面扭转角度间的函数关系。分析了钻具扭转角度、钻具结构尺寸、井深及井眼轨迹等对滑动导向过程中扭矩传递的影响规律,指出了影响钻柱扭矩传递效率的关键因素为钻柱扭转弹性刚度和黏滞阻尼系数,给出了提高工具面调控效率的工程建议为提高钻柱扭转弹性刚度和降低黏滞阻尼系数。通过与工程实际进行对比分析,指明了模型优化方向,优化后的模型计算精度超过了70%。研究结果可为特深定向/水平井滑动导向过程中工具面调控效率的提高提供指导,为自动化钻井技术研究打下理论基础。