水平井扭矩离合钻井工具研制及减阻性能评价
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-38页 |
| 1.1 问题的提出、研究目的及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 机械式减阻工具研究现状 | 第12-25页 |
| 1.2.1 钻柱固定式减阻工具 | 第12-14页 |
| 1.2.2 水力振荡器 | 第14-20页 |
| 1.2.3 快速滑动钻井系统 | 第20-22页 |
| 1.2.4 旋转导向系统 | 第22-24页 |
| 1.2.5 岩屑床清理工具 | 第24-25页 |
| 1.3 机械式减阻工具机理研究现状 | 第25-35页 |
| 1.3.1 钻柱与井壁摩擦模型 | 第25-30页 |
| 1.3.2 机械式减阻技术机理 | 第30-32页 |
| 1.3.3 机械式减阻技术分类与对比 | 第32-35页 |
| 1.4 研究内容、技术路线及创新点 | 第35-37页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第35页 |
| 1.4.2 技术路线 | 第35-36页 |
| 1.4.3 本文创新点 | 第36-37页 |
| 1.5 本章小结 | 第37-38页 |
| 第2章 扭矩离合钻井工具方案设计 | 第38-52页 |
| 2.1 新型降摩减阻方法基本原理 | 第38页 |
| 2.2 扭矩离合钻井工具整体方案设计 | 第38-41页 |
| 2.3 工具设计 | 第41-49页 |
| 2.3.1 离合器设计 | 第41-44页 |
| 2.3.2 液压控制系统设计 | 第44-48页 |
| 2.3.3 测控控制系统 | 第48-49页 |
| 2.4 工具工艺设计 | 第49-50页 |
| 2.5 本章小结 | 第50-52页 |
| 第3章 扭矩离合钻井工具减阻机理 | 第52-69页 |
| 3.1 钻柱与井壁微观接触形式 | 第52-53页 |
| 3.2 钻柱与井壁动态摩擦模型 | 第53-57页 |
| 3.2.1 “鬃毛”变形摩擦力 | 第54-56页 |
| 3.2.2 钻井液粘滞阻力 | 第56-57页 |
| 3.2.3 摩阻和摩擦扭矩平均化 | 第57页 |
| 3.3 模型求解与验证 | 第57-60页 |
| 3.3.1 模型求解 | 第57-58页 |
| 3.3.2 模型验证 | 第58-60页 |
| 3.4 钻柱振动摩擦特性 | 第60-67页 |
| 3.4.1 数值计算参数 | 第60-61页 |
| 3.4.2 参数敏感性分析 | 第61-63页 |
| 3.4.3 钻柱旋转减阻机理 | 第63页 |
| 3.4.4 钻柱纵振减阻机理 | 第63-65页 |
| 3.4.5 钻柱扭振减阻机理 | 第65-67页 |
| 3.5 本章小结 | 第67-69页 |
| 第4章 扭矩离合钻井工具减阻性能及安放位置评价 | 第69-97页 |
| 4.1 三维井眼中钻柱力学模型 | 第69-82页 |
| 4.1.1 基本假设 | 第69页 |
| 4.1.2 微分几何曲线论 | 第69-70页 |
| 4.1.3 井眼轨迹描述方法 | 第70-72页 |
| 4.1.4 井眼轨迹插值方法 | 第72页 |
| 4.1.5 钻柱静力学模型 | 第72-78页 |
| 4.1.6 扭矩计算模型 | 第78-79页 |
| 4.1.7 钻柱屈曲临界载荷及附加接触力 | 第79-81页 |
| 4.1.8 边界条件 | 第81页 |
| 4.1.9 求解方法 | 第81-82页 |
| 4.2 工具内外压差计算模型 | 第82-87页 |
| 4.2.1 循环压耗 | 第82-84页 |
| 4.2.2 钻头压耗计算 | 第84页 |
| 4.2.3 钻柱旋转影响 | 第84-85页 |
| 4.2.4 钻柱偏心影响 | 第85-86页 |
| 4.2.5 螺杆压耗计算 | 第86-87页 |
| 4.3 工具性能评价 | 第87-96页 |
| 4.3.1 基本参数 | 第87-90页 |
| 4.3.2 工具位置确定方法 | 第90-93页 |
| 4.3.3 工具减阻性能 | 第93-96页 |
| 4.4 本章小结 | 第96-97页 |
| 第5章 扭矩离合钻井工具钻压传递能力评价 | 第97-124页 |
| 5.1 动态摩阻扭矩模型 | 第97-108页 |
| 5.1.1 基本假设 | 第97页 |
| 5.1.2 钻柱系统离散 | 第97-98页 |
| 5.1.3 钻柱多刚体动力学模型 | 第98-105页 |
| 5.1.4 钻柱静摩擦 | 第105页 |
| 5.1.5 边界条件 | 第105-108页 |
| 5.1.6 初始条件 | 第108页 |
| 5.2 数值解法 | 第108-111页 |
| 5.2.1 直接积分法 | 第108-110页 |
| 5.2.2 计算步骤 | 第110-111页 |
| 5.3 数值计算分析 | 第111-123页 |
| 5.3.1 基本参数 | 第111页 |
| 5.3.2 未使用工具滑动过程动态摩阻分析 | 第111-115页 |
| 5.3.3 使用减阻工具滑动过程动态摩阻分析 | 第115-117页 |
| 5.3.4 扭矩离合钻井工具钻压传递能力动态评价 | 第117-123页 |
| 5.4 本章小结 | 第123-124页 |
| 第6章 扭矩离合钻井工具室内样机试验 | 第124-136页 |
| 6.1 离合器单元室内试验 | 第124-128页 |
| 6.1.1 测试目的 | 第124页 |
| 6.1.2 推靠力测试 | 第124-126页 |
| 6.1.3 额定扭矩承载测试 | 第126-127页 |
| 6.1.4 动态啮合测试 | 第127-128页 |
| 6.2 液压控制系统测试 | 第128-131页 |
| 6.2.1 测试目的 | 第128页 |
| 6.2.2 耐高温控制阀测试 | 第128-129页 |
| 6.2.3 分流器测试 | 第129-131页 |
| 6.3 工具室内试验方案设计 | 第131-135页 |
| 6.3.1 试验目的 | 第131-132页 |
| 6.3.2 测试方案 | 第132-135页 |
| 6.3.3 试验步骤及注意事项 | 第135页 |
| 6.4 本章小结 | 第135-136页 |
| 第7章 结论与建议 | 第136-138页 |
| 7.1 结论 | 第136-137页 |
| 7.2 建议 | 第137-138页 |
| 致谢 | 第138-139页 |
| 参考文献 | 第139-149页 |
| 学术成果及参与项目情况 | 第149-150页 |
