地质导向钻井技术概况及其在我国的研究进展

地质导向钻井技术以近钻头地质参数与工程参数的随钻测量、传输、地面实时处理解释和决策控制为主要技术特征，问世后的3年中已被13家公司用于欧洲和非洲6个国家的近50口井，累计进尺超过32187m，取得了显著技术效果和重大经济效益。以IDEAL系统为例，介绍了地质导向钻井系统的结构组成和技术特点。我国首台CGDS-1型地质导向钻井系统由CGMWD无线随钻测斜仪、CAIMS测传马达、CFDS地面信息处理与决策软件包3个子系统组成。CGMWD无线随钻测斜仪系统已在2口定向井中进行了实钻试验和应用，指标达到设计要求；CAIMS型测传马达目前正在进行样机制造和下井实验准备；NBLOG-1型近钻头测量短节样机已经进行了7次单元与整机现场下井实验，取得了较好的研究进展。应大力促进地质导向系统这一高新技术在我国的研究与应用；有关部门应进一步加大对CGDS-1型地质导向钻井系统的支持力度，使之尽快完成研制过程而投入生产应用。图1表1参3     

导向钻具选型与总体设计的原则和方法

导向钻具的选型与总体设计,是现场钻井工作者与制造厂家经常碰到的重要问题。文中简要介绍了导向螺杆钻具选型时要考虑的7个方面的问题,并进一步阐明了导向螺杆钻具总体设计的基本原则和方法。     

二通阀进液控制式信号发生器非线性状态方程

以二通先导阀控制式液压信号发生器液压系统工作原理为基础,根据3个阶段的不同工作特点,应用液压阀的流量压力特性关系,建立了各个过程阀口的流量连续方程。在考虑阀芯运动件的瞬态、稳态液动力的情况下,建立了各个阶段阀芯的动态受力平衡方程,然后以流量和先导阀开度为控制输入,以主阀、溢流阀的位移、速度为状态变量建立了3个阶段的非线性状态方程,并进行了实例仿真计算。     

大位移井钻井概况、工艺难点和对工具仪器的要求

大位移井钻井技术是近10余年来迅速发展起来的一项综合性的高新钻井配套技术,具有难度大、效益好和对工具、仪器要求高的特点。介绍了大位移井的定义、用途、发展概况、技术指标、技术效果和经济效益,以及大位移井技术在我国的应用前景。在此基础上,又进一步介绍了大位移井钻井工艺的2个基本特点、难点和对井下工具、仪器的要求。     

科学探索井地层压力计算

对地层压力的计算准确与否直接影响科学探索井钻井工程设计和正常施工,因而成为科学探索井的一个技术关键。本文在对地层上覆压力、孔隙压力及破裂压力有关计算模式理论研究分析基础上,结合科学探索井的施工实际情况,对压力计算模式进行了优选;建立了综合的钻前、随钻及钻后各环节压力计算的系统化、精确化方案;对计算破裂压力的一些关键参数转换模式进行了探索;形成了压力数据处理系统软件。通过在几口科学探索井进行实际应用,表明能够使地层压力的计算逐步精确化。     

用纵横弯曲法对弯接头——井下动力钻具组合的三维分析

对弯接头-井下动力钻具组合进行三维分析,可确定钻头上的变井斜力和变方位力,以满足对定向井井眼轨道进行定量预测和控制的需要,本文用纵横弯曲法建立了弯接头——井下动力钻具组合的力学模型,提出了关于连续条件的一般命题和处理弯接头弯角的两种等效方法,提出了等效钻铤假设并用力学实验方法确定动力钻具的等效抗弯刚度,推导了装置角为任意值时的计算弯角公式,建立了在三维井身条件下弯接头-井下动力钻具组合受力分析的普遍方程以及在一维、二维分析中的简化形式.这些结果可用来定量计算各种带有动力钻具的井底组合在各种井身条件下的钻头变井斜力和变方位力、钻头倾角、各点挠度、支点处内弯矩和转角值等.本文进一步分析了钻具结构参数、井身几何参数和工艺操作参数对钻头侧向力的影响,其中影响最大的是下部组合长度、弯角和装置角.现场验证证实了上述理论分析的正确性.     

气井井筒温度场及温度应力场的理论解

基于传热学及弹塑性力学相关理论,结合固井水泥环实际密封工况,建立了2套数学模型:任意井型气井井筒温度场模型、套管-水泥环-地层围岩组合体温度场及温度应力场模型,形成了解析求解算法及工程分析软件,研究了温度应力场的影响因素.研究结果表明:产量对井筒温度场影响较大;高压高产气井的浅层固井水泥环温升明显,应提前分析预测其温度...     

井眼轨道控制系统中可变径稳定器的发展概况

对可变径稳定器作了初步分析。指出井眼轨道控制系统执行机构设计的理论基础是井下控制机构设计学。针对可变径稳定器类执行机构 ,按照控制形式、控制信号和结构形式作了分类阐述 ,从控制论的观点给出两种控制形式的定义 ,总结出目前用于变径稳定器中的几种控制信号。对所介绍的 3种典型的变径稳定器的控制原理、结构特征作了分析比较。还对可变径稳定器的设计及今后的发展方向提出几点建议 ,认为应研制开发适合我国油田现场需求的机液型开环遥控和闭环自控变径稳定器 ,同时要加强对井下各种控制信号的理论研究     

纵横弯曲法对变截面钻具组合的受力变形分析

在纵横弯曲法基本理论的基础上,进一步发展了变截面钻具组合的受力变形分析。在此基础上开发出配套软件系统,对变截面钻具组合的力学特性作了详细的分析,并通过现场数据验证了该理论的正确性。     

偏心环空压降的实用求解法

石油工程、化学工程和摩擦润滑中,经常遇到非牛顿流体在偏心环空中的流动问题。偏心环空中由于内、外号柱的不同轴,给有关参数计算带来了很大不便。文中首先求解了非牛顿流体在同心环空中作轴向运动时的解析解,之后利用数值方法求解了偏心环空中非牛顿流体轴向运动时的数值解。在此基础上,利用多元多数回归分析的方法,建立了非牛顿流体在偏心环空中运动时压降计算的经验模式。计算表明,同近似法和数值法相比较,该方法不仅使用方便,而且误差仅在5%以内,完全可以满足工程施工的需要。