| 中文摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 引言 | 第11-27页 |
| 1.1 选题背景 | 第11-12页 |
| 1.2 研究目的与意义 | 第12-14页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第14-21页 |
| 1.3.1 国外机械式自动垂直钻具研究进展 | 第14-18页 |
| 1.3.2 国内机械式自动垂直钻具研究进展 | 第18-21页 |
| 1.4 研究内容 | 第21-23页 |
| 1.5 研究方法与技术路线 | 第23-25页 |
| 1.5.1 研究方法 | 第23-25页 |
| 1.5.2 技术路线 | 第25页 |
| 1.6 主要创新点 | 第25-27页 |
| 2 动态推靠式垂直钻具井斜控制行为研究 | 第27-46页 |
| 2.1 机械式垂直钻具纠斜特性分析 | 第27-32页 |
| 2.1.1 钻具的重力感应纠斜原理 | 第27-28页 |
| 2.1.2 机械式垂直钻具的工作模式 | 第28-31页 |
| 2.1.3 动态推靠和静态推靠式钻具特性分析 | 第31-32页 |
| 2.2 动态推靠式钻具的推靠行为分析 | 第32-39页 |
| 2.2.1 等效推靠力计算 | 第32-34页 |
| 2.2.2 推靠力对钻头侧向切削力的影响 | 第34-39页 |
| 2.3 井斜趋势预测 | 第39-44页 |
| 2.3.1 地层-钻头作用模型 | 第40-41页 |
| 2.3.2 井斜趋势角计算 | 第41-44页 |
| 2.4 本章小结 | 第44-46页 |
| 3 自动垂直钻具结构设计及控制机制分析 | 第46-74页 |
| 3.1 钻具的整体结构设计 | 第46-63页 |
| 3.1.1 钻具的整体机械结构 | 第46-48页 |
| 3.1.2 关键零部件校核及优化 | 第48-51页 |
| 3.1.3 BHA受力分析及井斜趋势 | 第51-63页 |
| 3.2 机械式稳定平台设计 | 第63-67页 |
| 3.2.1 偏重块的设计及偏心扭矩计算 | 第63-66页 |
| 3.2.2 机械式稳定平台轴承组的选型 | 第66-67页 |
| 3.3 机械式稳定平台的控制机制 | 第67-72页 |
| 3.3.1 机械式稳定平台的工作原理 | 第67-68页 |
| 3.3.2 轴承摩阻对偏重块偏转行为的影响 | 第68-70页 |
| 3.3.3 盘阀摩阻对偏重块偏转行为的影响 | 第70-72页 |
| 3.4 本章小结 | 第72-74页 |
| 4 粘滑振动对机械式稳定平台性能的影响 | 第74-100页 |
| 4.1 动力学分析模型及分析方法 | 第74-77页 |
| 4.1.1 模拟用分析模型 | 第74-76页 |
| 4.1.2 分析方法 | 第76-77页 |
| 4.2 底部钻具粘滑振动模型及现场测量数据分析 | 第77-85页 |
| 4.2.1 粘滑振动模型 | 第77-80页 |
| 4.2.2 粘滑振动的转速表征模型 | 第80-83页 |
| 4.2.3 盘阀摩阻用摩擦模型 | 第83-85页 |
| 4.3 粘滑振动对机械式稳定平台控制特性的影响 | 第85-93页 |
| 4.3.1 无粘滑振动条件下稳定平台的动力学响应 | 第85-87页 |
| 4.3.2 粘滑振动振幅对稳定平台动力学响应的影响 | 第87-89页 |
| 4.3.3 粘滑振动周期对稳定平台动力学响应的影响 | 第89-91页 |
| 4.3.4 机械式稳定平台在粘滑振动影响下的运动模式 | 第91-93页 |
| 4.4 机械式稳定平台运动时序的非线性分析 | 第93-98页 |
| 4.4.1 非线性分析方法 | 第93-96页 |
| 4.4.2 非线性动力学分析结果 | 第96-98页 |
| 4.5 本章小结 | 第98-100页 |
| 5 机械式稳定平台的优化 | 第100-126页 |
| 5.1 偏重块优化方案 | 第100-101页 |
| 5.2 凸台盘阀减阻优化方案 | 第101-116页 |
| 5.2.1 凸台盘阀优化方案 | 第101-103页 |
| 5.2.2 盘阀间隙对钻具内部流场的影响 | 第103-116页 |
| 5.3 单向水力涡轮优化方案 | 第116-119页 |
| 5.3.1 单向恒扭矩水力涡轮优化方案 | 第116-117页 |
| 5.3.2 水力涡轮流体力学分析 | 第117-119页 |
| 5.4 优化后机械式稳定平台的动力学响应 | 第119-124页 |
| 5.4.1 灌铅偏重块和凸台盘阀方案在无粘滑振动下的优化结果 | 第119-121页 |
| 5.4.2 灌铅偏重块和凸台盘阀方案在粘滑振动下的优化结果 | 第121-122页 |
| 5.4.3 灌铅偏重块、凸台盘阀、水力涡轮共同优化的结果 | 第122-124页 |
| 5.5 本章小结 | 第124-126页 |
| 6 室内台架试验 | 第126-140页 |
| 6.1 轴承对钻具机械式稳定平台控制性能影响的试验 | 第126-130页 |
| 6.1.1 轴承对机械式稳定平台控制性能影响的试验台架设计 | 第126-128页 |
| 6.1.2 轴承对钻具机械式稳定平台控制性能的影响 | 第128-130页 |
| 6.2 钻具的推靠响应测试 | 第130-139页 |
| 6.2.1 推靠响应测试台架设计 | 第130-133页 |
| 6.2.2 钻具的推靠响应测试结果 | 第133-139页 |
| 6.3 本章小结 | 第139-140页 |
| 7 结论与展望 | 第140-143页 |
| 7.1 结论 | 第140-141页 |
| 7.2 展望 | 第141-143页 |
| 参考文献 | 第143-149页 |
| 致谢 | 第149-151页 |
| 附录 | 第151页 |
