| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第13-19页 |
| 1.1 本论文的研究意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3 课题背景及本文主要工作 | 第17-19页 |
| 2 旋转导向工具总体方案选型 | 第19-34页 |
| 2.1 旋转导向钻井系统工作原理 | 第19-21页 |
| 2.2 国外成熟的旋转导向系统导向原理 | 第21-26页 |
| 2.3 国内研究的旋转导向系统 | 第26-27页 |
| 2.4 国外成熟的导向工具难点综合分析 | 第27-32页 |
| 2.4.1 国外成熟的导向系统难点综合分析 | 第27-30页 |
| 2.4.2 两大类旋转导向系统对比 | 第30-31页 |
| 2.4.3 国外旋转导向系统研发趋势 | 第31-32页 |
| 2.5 旋转导向工具总体方案选择 | 第32-33页 |
| 2.6 本章小结 | 第33-34页 |
| 3 指向式导向工具偏置心轴力学模型分析 | 第34-44页 |
| 3.1 指向式旋转导向工具工作原理 | 第34-35页 |
| 3.2 指向式旋转导向工具心轴力学模型的建立 | 第35-36页 |
| 3.3 心轴在静态偏置条件下数学与力学方程的建立 | 第36-37页 |
| 3.4 心轴轴身几何方程与力学方程求解 | 第37-40页 |
| 3.5 心轴在偏置装状态下力学优化分析 | 第40-43页 |
| 3.6 本章小结 | 第43-44页 |
| 4 偏置心轴强度分析 | 第44-57页 |
| 4.1 偏置心轴弯曲强度分析 | 第44-51页 |
| 4.2 偏置心轴剪切强度分析 | 第51-54页 |
| 4.3 偏置心轴弯扭组合强度分析 | 第54-56页 |
| 4.4 本章小结 | 第56-57页 |
| 5 偏置心轴静动力学试验研究 | 第57-87页 |
| 5.1 实验装置 | 第57-58页 |
| 5.2 实验材料 | 第58-62页 |
| 5.2.1 心轴材料 | 第58-59页 |
| 5.2.2 悬臂轴承以及调心轴承选择 | 第59页 |
| 5.2.3 测量传感器 | 第59-62页 |
| 5.2.4 其他实验验材料 | 第62页 |
| 5.3 测量方法 | 第62-64页 |
| 5.3.1 心轴挠度及下支撑调心轴承处转角的测量 | 第62-63页 |
| 5.3.2 心轴偏置力测量 | 第63页 |
| 5.3.3 心轴弯曲应力测量 | 第63-64页 |
| 5.4 测量及数据分析 | 第64-79页 |
| 5.4.1 DZ50 材料 | 第64-68页 |
| 5.4.2 TC4 材料静态挠曲测量及数据分析 | 第68-75页 |
| 5.4.3 TC4 材料心轴挠曲状态下旋转测量及数据分析 | 第75-77页 |
| 5.4.4 挠曲心轴寿命试验及实验暴露的问题 | 第77-79页 |
| 5.5 心轴寿命理论分析 | 第79-85页 |
| 5.5.1 心轴疲劳试验方法 | 第80-81页 |
| 5.5.2 心轴疲劳σ? N 曲线及方程 | 第81-83页 |
| 5.5.3 心轴疲劳寿命理论分析 | 第83-85页 |
| 5.5.4 提高心轴抗疲劳寿命的措施 | 第85页 |
| 5.6 本章小结 | 第85-87页 |
| 6 内偏置指向式导向机构研究与设计 | 第87-107页 |
| 6.1 机械式内偏置导向机构导向功能要求 | 第87-88页 |
| 6.2 创新性机械式内偏置导向机构原理 | 第88-90页 |
| 6.3 创新性双对顶滑块斜面导向机构力学模型 | 第90-94页 |
| 6.4 双对顶滑块斜面偏置机构工程设计理论可行性分析 | 第94-101页 |
| 6.5 创新性双对顶滑块斜面导向机构控制方案 | 第101-106页 |
| 6.6 本章小结 | 第106-107页 |
| 7 内偏置指向式导向工具总体方案设计 | 第107-126页 |
| 7.1 压力平衡系统设计 | 第107-111页 |
| 7.2 压力动密封设计方案 | 第111-117页 |
| 7.2.1 旋转导向工具对动密封设计和选择的要求 | 第111-113页 |
| 7.2.2 旋转导向工具内装式机械密封原理 | 第113-114页 |
| 7.2.3 机械密封端面参数值 | 第114-117页 |
| 7.3 导向工具姿态稳定外筒防旋转设计方案 | 第117-123页 |
| 7.3.1 姿态稳定外筒自转的原因 | 第117-118页 |
| 7.3.2 姿态稳定外筒防旋转装置设计的必要性 | 第118-121页 |
| 7.3.3 姿态稳定外筒防旋转装置设计方案 | 第121-123页 |
| 7.4 挠曲心轴双端支撑位设计方案 | 第123-125页 |
| 7.4.1 悬臂端轴承破坏方式 | 第123-124页 |
| 7.4.2 悬臂端轴承位设计方案 | 第124-125页 |
| 7.5 本章小结 | 第125-126页 |
| 8 机械式内偏置指向式导向工具控制方法 | 第126-150页 |
| 8.1 井眼轨迹惯性测量原理 | 第126-128页 |
| 8.1.1 井身参数的定义 | 第126-127页 |
| 8.1.2 大地坐标系与仪器坐标系坐标变换 | 第127-128页 |
| 8.2 基于地球重力场和磁场的测斜原理 | 第128-131页 |
| 8.2.1 测斜原理 | 第128-129页 |
| 8.2.2 三个角度的解算 | 第129-131页 |
| 8.3 基于地球自转角速度和重力的测斜解算原理 | 第131-133页 |
| 8.3.1 陀螺仪感应地球自转角速度测斜 | 第131页 |
| 8.3.2 三个角度的确定 | 第131-133页 |
| 8.4 旋转导向工具控制方法 | 第133-147页 |
| 8.4.1 旋转导向工具导向机构偏置位移矢量最优控制方法 | 第133-135页 |
| 8.4.2 旋转导向工具井底导向控制方法 | 第135-144页 |
| 8.4.3 基于姿态稳定外筒旋转的导向工具井底导向矢量闭环控制方法 | 第144-147页 |
| 8.5 整套旋转导向工具使用及控制流程 | 第147-148页 |
| 8.6 本章小结 | 第148-150页 |
| 9 结论与展望 | 第150-155页 |
| 9.1 研究结论 | 第150-153页 |
| 9.2 展望 | 第153-155页 |
| 致谢 | 第155-156页 |
| 参考文献 | 第156-161页 |
| 附录 | 第161-162页 |
| 个人简历 | 第162页 |
