弯螺杆钻具力学特性分析与设计

设计或选择弯螺杆钻具组合时，既要确定弯螺杆钻具的总体方案结构参数，还要预测该钻具组合的造科能力。利用结构弯角的等效角和等效横向载荷，推导了用以分析具有结构弯角的螺杆钻具组合力学特性的三弯矩方程组，并应用它确定钻具组合的平衡曲率。根据实钻结果研究了弯螺杆钻具组合造斜能力与平衡曲率间的关系，得出了平衡曲率系数的数学表达式，并将其应用于φ39．7mm套管侧钻水平井的φ89mm弯螺杆钻具总体方案设计。计算表明，这种φ89弯螺杆钻具应设计成传动轴本体上带有稳定器的单弯钻具。     

大位移井钻井技术研究及在渤海油田的应用

针对渤海油田钻4000m水平位移井遇到的技术难题,进行了摩阻扭矩预测及评价、井眼净化计算、井壁稳定计算,设计了软件集成平台,研制了可变径稳定器及井下闭环可变径同心稳定器,开发了用于大位移井的水基泥浆。这些技术及设备在渤海秦皇岛326等油田6口大位移井中应用,均取得了良好的效果。     

井眼轨道控制系统控制原理分析

井眼轨道控制技术正在由常规型控制系统向自控型控制系统发展;本文把工程控制论的观点引入井眼轨道控制技术研究领域,提出了一些新概念,定义了井眼轨道控制系统是由钻头和井底钻具组合组成,说明了井眼轨道控制过程中的干扰因素与反馈回路.在分析井眼轨道控制系统控制原理和反映其检测及校正被控制量的手段时,把井眼轨道控制过程分为钻井过程和工艺过程井眼轨道控制,阐明了发展遥控型和自控型井眼轨道控制系统的技术途径,对开发遥控型和自控型井眼轨道控制系统具有重要的指导意义.     

等效角在纵横弯曲法中的应用

提出了结构弯角的等效角概念,证明了一跨梁柱中所有结构弯角之和与两等效角的和相等,推导了各结构弯角处的等效横向载荷等于轴向力与该结构弯角的乘积.把等效角应用于纵横弯曲法中,得出了求解导向动力钻具力学特性的三弯矩方程组,简化了各支座位移计算表达式,并应用于同向双弯钻具的力学特性分析,阐明了增大钻具造斜能力的技术途径,为该钻具的设计、选择及施工工艺研究提供了理论依据.     

螺杆钻具挠性轴强度校核及干涉量计算

螺杆钻具挠性轴设计中的两个主要问题是强度校核和干涉量计算。应用纵横弯曲梁柱理论求解挠性轴的弯矩及变形量，应用数值计算法研究挠性轴自身惯性力对挠性轴的最大弯矩及变形量的影响，计算结果表明，在挠性轴较长时，影响较大，不能忽略不计。挠性轴强度校核主要是校核疲劳强度，为此提出了合理设计挠性轴的原则，即挠性轴的疲劳强度应取决于扭转疲劳强度。若疲劳强度取决于弯曲疲劳强度，则可增加挠性轴的长度，且挠性轴最佳直径为满足强度要求的最小值。为确保挠性轴的使用安全性，给出了干涉量计算式。     

游梁式抽油机的故障树分析

在给出游梁式抽油机故障定义及故障判据的基础上，建立了以不能正常工作为顶事件的故障树，并利用现场收集到的数据对故障树进行了定性、定量及误差传播分析。首次确定了国产抽油机的可靠性指标，并为提高抽油机的可靠性提出了改进意见。     

应用井下钻压推加器改善钻井性能

钻压推加器由钻井液的液压力产生钻压。开泵时，钻压推加器使下部井底钻具组合与钻柱的其余部分相分离，以便提供一个恒定的，可控的钻压，减少轴向振动和冲击。     

井眼轨道控制技术发展综述

为研究井身质量对水平井和大位移井的横向位移及深井井眼深度的限制，引入了井眼可达性概念，即安全钻井条件下的水平井和大位移井可能达到的横向位移及深井可能达到的井深。说明了提高可达性的关键技术是发展井眼轨道控制技术。应用目标树分析法确定了系统组成部分及其相互关系，指出发展井眼轨道控制技术必须首先发展井眼轨道控制工具；大力发展井眼轨道控制工具是提高我国钻井技术水平的重要途径。     

新型钻直井的钻具组合及油田试验结果分析

分析了控制钻头侧向力的有效技术途径,阐明了设计钻具组合的基本方法,为钻县组合的综合提供了理论依据。针对钟摆钻具和满眼钻具在防斜纠斜过程中的不足,设计了新型钻直井的柔性防斜纠料钻具,并用纵横弯曲法分析了其力学特性,说明了该钻具的施工工艺特点。试验表明,该钻具能有效地控制井斜,提高机械钻速6倍多。