导向钻具组合动力学方程建立及传递函数求解

doi:10.7623/syxb200004016

石油学报 ›› 2000, Vol. 21 ›› Issue (4): 87-92.DOI: 10.7623/syxb200004016

导向钻具组合动力学方程建立及传递函数求解

狄勤丰¹, 赵业荣²

1. 西安石油学院石油工程系陕西西安710065;
2. 长庆石油勘探局陕西西安710021

收稿日期:1999-03-29 修回日期:1999-10-11 出版日期:2000-07-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:狄勤丰,男,1963年生。1997年于西南石油学院获博士学位。现为西安石油学院石油工程系教授,西北工业大学博士后。通讯处:陕西省西安市。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(59474003);中国博士后科学基金资助项目(9806);中国石油天然气集团公司中青年创新基金

THE ESTABLISHING OF DYNAMICS EQUATIONS AND THE TRANSFER FUNCTIONS OF THE STEERING ASSEMBLY OF THE DOWNHOLE CLOSED-LOOP DRILLING SYSTEM

DI Qin-feng¹

Xi'an Petroleum Institute, Xi'an 710065, China

Received:1999-03-29 Revised:1999-10-11 Online:2000-07-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 井下闭环钻井技术是近年来在国内外得到普遍重视的新技术,是大位移井钻井必不可少的技术。作为井下闭环钻井系统核心部分的下部导向钻具组合的力学特性,则成为形成井下闭环控制的基础。从控制机理上讲,旋转导向钻具组合的控制特点与该动式导弹的控制具有一定的相似性。本文参考导弹飞行力学分析方法,通过对导向钻具组合的受力分析,探讨下部钻具组合的运动学、动力学方程的建立方法。并在此基础上,利用小扰动理论,对导向销具组合动力学方程进行线位化处理,并求出了导向钻具组合的传递函数,为实现井下闭环钻井系统提供参考。

关键词: 闭环钻井, 大位移井, 导向, 钻具组合, 运动学, 动力学, 小扰动理论, 传递函数

Abstract: The downhole closed-loop drilling technology is a new developing technology. It is indispensable to the success of extended reach well. The steering assembly is the key tool of the downhole closed-loop drilling system, and its mechanics properties are the base of downhole closed-loop control. The characteristic of the rotary steering assembly is similar to that of the rotary missile. By referring to the analyzing method used in the flying mechanics, the force analysis was made to the steering assembly and relative kinematics equations and dynamics equations were established in this paper. With the perturbation theory, the dynamics equations were linearized and the transfer functions for steering assembly of the downhole closed-loop drilling system were solved. The characteristics of the transfer functions were also analysed. The results and studying method will be useful to the downhole closed-loop drilling system.

Key words: closed-loop drilling, extended reach drilling, steering bottom hole assembly, kinematics, dynamics, perturbation theory, transfer function

中图分类号:

TE821

狄勤丰, 赵业荣. 导向钻具组合动力学方程建立及传递函数求解[J]. 石油学报, 2000, 21(4): 87-92.

DI Qin-feng. THE ESTABLISHING OF DYNAMICS EQUATIONS AND THE TRANSFER FUNCTIONS OF THE STEERING ASSEMBLY OF THE DOWNHOLE CLOSED-LOOP DRILLING SYSTEM[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2000, 21(4): 87-92.

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导向钻具组合动力学方程建立及传递函数求解

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