旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向pdc鉆頭結(jié)構(gòu)研究初探-文庫吧在線文庫
【正文】 Halliburton下屬子公司SperrySun的GeoPilot系統(tǒng)、Schlumberger公司的PowerDrive系統(tǒng)。特別是在對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)兩種導(dǎo)向方式（推靠鉆頭式和指向鉆頭式）進(jìn)行充分研究后提出了一種新的保徑結(jié)構(gòu)——選擇性低扭矩側(cè)切保徑結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)于1996年研制成功并于該年正式推向市場，其總體結(jié)構(gòu)見圖1。圖3由以上分析可知，AutoTrak RCLS的導(dǎo)向方式是一種推靠鉆頭式（見圖3），也就是說在有一個遠(yuǎn)鉆頭支點的情況下，在盡量靠近鉆頭的位置由偏置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一定的偏置力，在接觸井壁后靠井壁的反作用力使鉆頭產(chǎn)生側(cè)向切削力，從而實現(xiàn)導(dǎo)向?？刂茊卧€(wěn)定平臺內(nèi)部包括測量傳感器、井下計算機(jī)和控制電路，通過上下軸承懸掛在外套內(nèi)，靠控制兩端的渦輪在鉆井液中的轉(zhuǎn)速使該部分形成一個不隨鉆柱旋轉(zhuǎn)的的、相對穩(wěn)定的控制平臺。該偏置位移只是根據(jù)導(dǎo)向需要進(jìn)行調(diào)整，而不考慮所需要的偏置力的大小，當(dāng)工具系統(tǒng)在直井眼內(nèi)開始導(dǎo)向時，該偏置位移可能首先是通過彎曲驅(qū)動心軸實現(xiàn)的，而當(dāng)工具系統(tǒng)完全進(jìn)入彎曲井眼后，該偏置位移則主要是通過指向鉆頭實現(xiàn)。、由于PDC鉆頭在工作時必然會產(chǎn)生或大或小的側(cè)向不平衡力，而在鉆頭切削齒保持一定新度的情況下，該力的方向相對于鉆頭基本固定在某一確定區(qū)域內(nèi)，當(dāng)鉆頭旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致該力方向與導(dǎo)向工具偏置力方向相反時必然會減小偏置力的作用而減弱鉆頭的側(cè)向切削能力，當(dāng)該力方向與偏置力方向一致時又會增強(qiáng)偏置力的作用而增強(qiáng)鉆頭的側(cè)向切削能力，從而導(dǎo)致偏置力作用的周期性波動對系統(tǒng)控制造成不利影響。適應(yīng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的PDC鉆頭切削結(jié)構(gòu)根據(jù)以上分析，適應(yīng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)應(yīng)用的PDC鉆頭應(yīng)具備如下特征：、力平衡設(shè)計如前所述，PDC鉆頭在井地工作時所受的不平衡力會對導(dǎo)向系統(tǒng)的偏置力產(chǎn)生干擾作用，因此，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮鉆頭的力平衡特性，將不平衡力盡量減小，%左右，~，以減小周向力產(chǎn)生的鉆頭反扭矩（見參考文獻(xiàn)[5]）。其出露高度應(yīng)小于鉆頭每轉(zhuǎn)進(jìn)尺的有效切入深度，有效切入深度的計算方法見參考文獻(xiàn)[6]。特別是在對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)兩種導(dǎo)向方式（推靠鉆頭式和指向鉆頭式）進(jìn)行充分研究后提出了一種新的保徑結(jié)構(gòu)——選擇性低扭矩側(cè)切保徑結(jié)構(gòu)。《PDC鉆頭切削齒基體井底干涉的研究》，張建平，2003年公司論文。參考文獻(xiàn)《旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向閉環(huán)鉆井系統(tǒng)》，楊劍鋒，張紹槐，石油鉆采工藝，2002年2月（第25卷）第1期。這種結(jié)構(gòu)由于保徑墊與井壁的接觸面積小，因此降低了旋轉(zhuǎn)摩阻，從而減小了鉆頭的扭矩。）以增強(qiáng)對地層的攻擊性，從鼻部切削齒開始后傾角以一較小數(shù)值（如2176。、由于在位移模式下工作控制系統(tǒng)不考慮偏置力的大小，因此有可能在導(dǎo)向初期由于井底沒有足夠的偏移量，導(dǎo)致偏置機(jī)構(gòu)強(qiáng)制位移造成鉆頭冠部受到強(qiáng)烈的擠壓作用而早期損壞。、由于力工作模式下系統(tǒng)不考慮位移
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