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石油机械
2015年第43卷第11期CHINAPETROLEUM
2015年第43卷第11期
?钻井技术与装备?
连续管钻井电液定向器结构设计?
李猛1,2贺会群2都亚男3熊革2张云飞1,2
(1.中国石油勘探开发研究院2.中国石油集团钻井工程技术研究院3.中国石油技术开发公司）
摘要：由于连续管在井眼中不旋转，井下定向困难，严重影响连续管钻井技术的应用与推广。为此，设计了一种适用于小井眼钻井的连续管钻井电液定向器。该定向器通过控制地面泵钻井液压力及排量的大小来改变锁紧套的位置，从而实现定向器在定向模式与锁紧模式之间的转换。对锁紧套进行了轴向受力分析，建立了锁紧套下移及复位时的受力模型；运用标准κ?ε模型对钻井液流经锁紧套所形成的前后环形端面压力差进行了数值模拟。模拟结果表明，该电液定向器定向过程中的最佳排量为9.75~10.90L/s,锁紧过程中所需最佳排量为6.00~8.25L/s。相比于液压定向器，电液定向器可连续旋转、双向定向，并能够消除定向段的“鱼尾”现象，有利于水平段的延伸；相比于电驱动定向器，电液定向器可利用压差锁紧工具面，实现工具面的精确摆放。研究结果可以为国内连续管钻井高端定向器的研究设计提供参考依据。
关键词：电液定向器；连续管钻井；工具面角度；定向；锁紧；数值模拟
中图分类号：TE921文献标识码：Adoi:10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2015.11.001
StructureDesignofCTDElectric?over?hydraulicOrienter
LiMeng1,2HeHuiqun2DuYanan3XiongGe2ZhangYunfei1,2
(1.CNPCResearchInstituteofPetroleumExplorationDevelopment;2.CNPCDrillingResearchInstitute;3.ChinaPetroleumTechnologyDevelopmentCorporation)
Abstract:Itisdifficulttoorientatethetoolfacebecauseofcoiltubing(CT)cannotberotatedinthewell,andthishasanegativeimpactonapplicationandgeneralizationofcoiltubingdrilling(CTD)technique.Tosolvetheproblem,akindofCTDelectric?over?hydraulicorientersuitableforslim?holedrillingoperationshasbeende?veloped.Bycontrollingpressuresanddisplacementcapacitiesofsurfacepumpfordrillingfluid,theorientermaychangepositionsofthelockingsleeveandeventuallyalternatebetweenorientationmodeandlockingmode.Thenan
axialforceanalysiswasmadeforlockinglatch.Byusingκ?εturbulentmodel,thedifferentialpressureforfrontand
backannularplanewassimulatedwhilethedrillingfluidwasflowingthroughthelockinglatch.Resultsshowthat
placementwasbetween6.00L/sand8.25L/sduringlocking.Comparedwiththehydraulicorienter,theelectric?optimal
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