可控弯接头导向控制理论研究

张光伟，刘英海

(西安石油大学 机械工程学院，陕西 西安 710065)



可控弯接头导向控制理论研究

张光伟，刘英海

(西安石油大学 机械工程学院，陕西 西安 710065)

提出了一种动态偏置指向式旋转导向钻井工具的工具角与工具面角调节的控制方法。通过建立运动学模型，分别对钻井工具的工具角调节方法与工具面角调节方法进行了理论论证，并将2种不同参数的调节方法加以合并，对导向工具的整个控制过程进行分析，提出3种对可控弯接头工具角与工具面角的控制方式，利用MATLAB软件分别对工具角和工具面角调节过程进行轨迹仿真。研究实现了导向工具根据工作需要对工具角和工具面角的灵活调节，并且在工具角与工具面角调节完成后使整个系统处于稳定状态。

旋转导向钻井；可控弯接头；工具角调节；工具面角调节

张光伟,刘英海.可控弯接头导向控制理论研究[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2016，31(3):110-115.

ZHANG Guangwei,LIU Yinghai.Theoretical research of controllable sub steering control[J].Journal of Xi'an Shiyou University(Natural Science Edition),2016,31(3):110-115.

引　言

近年来，非常规油气田开发的战略地位日益凸显。凭借非常规油气资源的开发，美国达到开采标准的油气资源储量跃升到世界首位，它已从原油进口国变为原油出口国[1-6]。旋转导向钻井技术是20世纪90年代兴起的一项尖端自动化钻井技术，是非常规油气田开发的必备技术。旋转导向钻井工具按照其导向工作方式分为推靠式(push-the-bit)与指向式(point-the-bit)，按照其在工作状态下导向机构是否静止分为静态偏置式(static-bias)与动态偏置式(dynamic-bias)，其中动态偏置指向式旋转导向钻井工具至今没有被开发出来[7-10]。……