连续管钻井电液定向器结构设计

由于连续管在井眼中不旋转, 井下定向困难, 严重影响连续管钻井技术的应用与推广.为此, 设计了一种适用于小井眼钻井的连续管钻井电液定向器.该定向器通过控制地面泵钻井液压力及排量的大小来改变锁紧套的位置, 从而实现定向器在定向模式与锁紧模式之间的转换.对锁紧套进行了轴向受力分析, 建立了锁紧套下移及复位时的受力模型; 运用标准κ·ε 模型对钻井液流经锁紧套所形成的前后环形端面压力差进行了数值模拟.模拟结果表明, 该电液定向器定向过程中的最佳排量为9. 75～10. 90 L/ s, 锁紧过程中所需最佳排量为6. 00～8. 25 L/ s.相比于液压定向器, 电液定向器可连续旋转、双向定向, 并能够消除定向段的“鱼尾” 现象, 有利于水平段的延伸; 相比于电驱动定向器, 电液定向器可利用压差锁紧工具面, 实现工具面的精确摆放.研究结果可以为国内连续管钻井高端定向器的研究设计提供参考依据.

新型连续管钻井用电液定向装置的研制

由于受到下入方式的限制,连续管无法在井眼内旋转,造成定向困难,严重影响了连续管钻井技术的应用与推广,为此,设计了一种连续管钻井用电液定向器。通过电子控制-液压驱动-机械传动的方式对底部钻具组合工具面进行调整,实现连续管定向操作。通过机械传动系统受力分析,得到摩擦系数与接触倾角对机械效率和输出扭矩的影响;建立了液压驱动系统的动态特性模型,仿真了整个液压驱动过程,得到各个阶段中活塞位移和活塞受力的变化情况,以及传动接触面冲击力与活塞运动速度的关系。研究结果为定向器机械传动系统和液压驱动系统的优化设计提供了理论依据。