| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-23页 |
| 1.1 问题的提出 | 第12-13页 |
| 1.2 研究的目的及意义 | 第13-15页 |
| 1.2.1 研究目的 | 第13-14页 |
| 1.2.2 研究意义 | 第14-15页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第15-19页 |
| 1.3.1 国内控压钻井研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3.2 国外控压钻井研究现状 | 第17-19页 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 | 第19-21页 |
| 1.4.1 主要研究内容 | 第19-21页 |
| 1.4.2 研究技术路线 | 第21页 |
| 1.5 主要创新点 | 第21-23页 |
| 第2章 微流量控制钻井技术 | 第23-32页 |
| 2.1 微流量控制钻井技术思路 | 第23-25页 |
| 2.2 微流量控制钻井主要设备 | 第25-29页 |
| 2.2.1 旋转控制头 | 第26页 |
| 2.2.2 微流量节流管汇及科氏流量计 | 第26-27页 |
| 2.2.3 井下微流量测试装置 | 第27-28页 |
| 2.2.4 回压补偿系统 | 第28页 |
| 2.2.5 中央数据采集与控制系统 | 第28-29页 |
| 2.3 微流量控制钻井工艺设计 | 第29-32页 |
| 2.3.1 微流量控制钻井工艺流程 | 第29-30页 |
| 2.3.2 微流量控制钻井软硬件设计 | 第30-32页 |
| 第3章 微流量控制钻井水动力学模型研究 | 第32-69页 |
| 3.1 微流量控制钻井多相流基本模型 | 第33-44页 |
| 3.1.1 井筒多相流基本方程 | 第33-40页 |
| 3.1.2 地层溢流动态模型 | 第40-41页 |
| 3.1.3 模型的求解 | 第41-44页 |
| 3.2 井筒压力传递机理研究 | 第44-50页 |
| 3.2.1 压力传递模型 | 第44-46页 |
| 3.2.2 压力传递控制方程 | 第46-48页 |
| 3.2.3 模型的求解 | 第48-50页 |
| 3.3 多相流井筒瞬变压力理论研究 | 第50-59页 |
| 3.3.1 多相流瞬变压力模型 | 第50-52页 |
| 3.3.2 模型的求解 | 第52-59页 |
| 3.4 微流量控制钻井节流阀控制研究 | 第59-69页 |
| 3.4.1 节流阀压力与流量联合控制原理 | 第59-61页 |
| 3.4.2 节流阀开度控制模型 | 第61-63页 |
| 3.4.3 井底衡压的回压补偿控制模型 | 第63-67页 |
| 3.4.4 限压节流阀动作开度控制模型 | 第67-69页 |
| 第4章 微流量钻井自动控制系统设计 | 第69-83页 |
| 4.1 微流量控制钻井的控制策略 | 第69-71页 |
| 4.1.1 上位机与下位机控制策略 | 第69页 |
| 4.1.2 流量控制策略 | 第69-71页 |
| 4.2 微流量地面自动控制系统设计 | 第71-77页 |
| 4.2.1 钻井工艺流程图设计 | 第71-73页 |
| 4.2.2 控制系统元件设计 | 第73-74页 |
| 4.2.3 硬件PLC开关量采集地址分布设计 | 第74-75页 |
| 4.2.4 工控系统硬件接线图设计 | 第75-77页 |
| 4.3 控制系统数据监测方法 | 第77-80页 |
| 4.4 小型电液调节阀与软件联动试验设计 | 第80-83页 |
| 4.4.1 微流量控制钻井主要硬件 | 第80-81页 |
| 4.4.2 微流量控制室内软硬件联调及现场系统调试 | 第81-83页 |
| 第5章 微流量地面自动控制模拟系统设计 | 第83-96页 |
| 5.1 模拟井架水动力学理论研究 | 第83-88页 |
| 5.1.1 水动力学相似理论 | 第83-86页 |
| 5.1.2 模拟井架水动力学模型 | 第86-88页 |
| 5.2 仿真模拟装置布局设计 | 第88页 |
| 5.3 模拟井架设计 | 第88-94页 |
| 5.3.1 模拟井架的系统组件 | 第89-93页 |
| 5.3.2 模拟井架的电气控制系统 | 第93-94页 |
| 5.4 加工后模拟井架实物图及室内节流阀联调试验 | 第94-96页 |
| 第6章 微流量控制钻井系统程序设计 | 第96-110页 |
| 6.1 软件平台简介 | 第96-97页 |
| 6.2 程序设计关键技术及流程 | 第97-100页 |
| 6.2.1 逻辑流程图 | 第97-98页 |
| 6.2.2 模块设计 | 第98页 |
| 6.2.3 程序设计关键技术 | 第98-100页 |
| 6.3 软件功能简介 | 第100-110页 |
| 6.3.1 系统登陆界面 | 第100-101页 |
| 6.3.2 自动化控制界面 | 第101-103页 |
| 6.3.3 井筒中流体各参数监测界面 | 第103-104页 |
| 6.3.4 节流阀时控界面 | 第104页 |
| 6.3.5 稳态环空流体参数计算界面 | 第104-105页 |
| 6.3.6 瞬态环空流体参数计算界面 | 第105-106页 |
| 6.3.7 气—钻井液两相变波速压力计算界面 | 第106-107页 |
| 6.3.8 节流阀调节引发的环空压力计算界面 | 第107-108页 |
| 6.3.9 起下钻引发的波动压力计算界面 | 第108-110页 |
| 第7章 微流量控制钻井技术实例分析 | 第110-148页 |
| 7.1 环空中多相流运移规律分析 | 第111-118页 |
| 7.1.1 气—钻井液流动中溶解度特性研究 | 第111-115页 |
| 7.1.2 油—气—水—钻井液流动中溢流规律分析 | 第115-118页 |
| 7.2 多相流中压力传递规律分析 | 第118-126页 |
| 7.2.1 气—钻井液流动中空隙率对波速影响 | 第118-119页 |
| 7.2.2 气—钻井液流动中气侵率对波速影响 | 第119-120页 |
| 7.2.3 气—钻井液流动中回压对波速影响 | 第120-121页 |
| 7.2.4 气—钻井液流动中扰动频率对波速影响 | 第121-123页 |
| 7.2.5 气—钻井液流动中虚拟质量力对波速影响 | 第123-124页 |
| 7.2.6 油—气—水—钻井液流动中气侵率对波速影响 | 第124-125页 |
| 7.2.7 油—气—水—钻井液流动中油侵率对波速影响 | 第125-126页 |
| 7.3 节流阀动作引发压力响应规律分析 | 第126-129页 |
| 7.3.1 气侵率对压力响应时间影响 | 第126-127页 |
| 7.3.2 回压对压力响应时间的影响 | 第127-128页 |
| 7.3.3 井深对压力响应时间的影响 | 第128-129页 |
| 7.4 基于压力波速图版对气侵位置的预测 | 第129-132页 |
| 7.5 节流阀动作引发的阀芯瞬变压力分析 | 第132-136页 |
| 7.5.1 一步线性关阀对阀芯所受瞬变压力分析 | 第133-134页 |
| 7.5.2 两步线性关阀对阀芯所受瞬变压力分析 | 第134-136页 |
| 7.6 钻井中节流阀动作对环空波动压力影响 | 第136-138页 |
| 7.6.1 节流阀线性动作对环空波动压力影响 | 第136-137页 |
| 7.6.2 节流阀两步动作对环空波动压力的影响 | 第137-138页 |
| 7.7 气体溢流中节流阀动作规律 | 第138-142页 |
| 7.7.1 回压／立压对抑制气侵时间的影响 | 第138-139页 |
| 7.7.2 井底气柱长度对节流阀开度控制的影响 | 第139-140页 |
| 7.7.3 初始回压对节流阀开度控制的影响 | 第140-141页 |
| 7.7.4 不同井底压差对节流阀开度控制的影响 | 第141-142页 |
| 7.8 气—钻井液流动中起下钻对波动压力影响 | 第142-148页 |
| 7.8.1 钻杆运动速度 | 第142-143页 |
| 7.8.2 起下钻中井筒压力传递规律 | 第143页 |
| 7.8.3 工况对波动压力影响 | 第143-144页 |
| 7.8.4 气侵率对波动压力影响 | 第144页 |
| 7.8.5 管径对波动压力影响 | 第144-145页 |
| 7.8.6 钻杆长度对波动压力影响 | 第145-146页 |
| 7.8.7 钻井液密度对波动压力影响 | 第146页 |
| 7.8.8 起下钻速度对波动压力影响 | 第146-148页 |
| 第8章 结论与建议 | 第148-151页 |
| 8.1 结论 | 第148-149页 |
| 8.2 建议 | 第149-151页 |
| 致谢 | 第151-152页 |
| 参考文献 | 第152-165页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 | 第165-166页 |
