静态推靠式旋转导向钻井工具防自锁设计方法

史玉才, 孙海芳, 岳步江, 管志川, 王 恒, 苗在强

(1.中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580; 2.中国石油川庆钻探钻采工程技术研究院,四川广汉618300; 3.航天科工惯性技术有限公司,北京 100074)

静态推靠式旋转导向钻井工具防自锁设计方法

史玉才1, 孙海芳2, 岳步江3, 管志川1, 王 恒1, 苗在强1

(1.中国石油大学石油工程学院,山东青岛 266580; 2.中国石油川庆钻探钻采工程技术研究院,四川广汉618300; 3.航天科工惯性技术有限公司,北京 100074)

基于静态推靠式旋转导向(SRS)钻井工具的结构和工作原理,建立SRS钻井工具受力分析模型,给出防止导向翼肋自锁的倒角优化设计方法。结合实例分析井底实际钻压随导向翼肋前倒角变化,以及前倒角上限随导向翼肋推靠力和名义钻压上限变化。结果表明:导向翼肋与井壁台阶是否自锁与导向翼肋倒角设计、钻井参数(推靠力、钻压)及井壁摩擦系数有关;井底实际钻压随导向翼肋前倒角增加而迅速减小;前倒角上限随推靠力之和增大而减小、随名义钻压上限增大而增大、随侧倒角增大而略有减小;对于Φ216 mm井眼中使用的SRS钻井工具,推荐导向翼肋前倒角45°左右,侧倒角45°～60°,侧倒角较大时还应适当减小前倒角。

旋转导向钻井系统; 静态推靠式; 受力分析; 自锁; 倒角; 优化设计

旋转导向钻井系统(rotary steerable drilling system,RSS)是在钻柱旋转钻进条件下随钻实时完成导向功能的一种导向钻井系统[1-2]。自20世纪90年代以来,旋转导向钻井技术逐渐成熟并推广应用,大大提升了定向钻井技术水平[3-5]。……