摘要：智能化井下工具是未来油气田中工具研发和设计的必然发展方向,而智能化井下工具的研发涉及多学科相结合,因此,工具研发设计过程中会形成设计方案的非唯一性。为选择最优方案,克服不确定语言型信息不宜进行量化分析且主观性较强的弱点,将不确定语言多属性决策方法引入到智能化井下工具的方案设计和决策评价中。首先分析了设计方案多样化的原因,建立了针对智能化井下工具设计方案的多属性评价体系。然后,详细阐述了设计方案的评价方法、语言集结算子的选择以及评价方法的步骤。最后,以智能化井下节流器的设计方案评价作为实例,在特定属性集条件下,对各方案进行语言型评价,得到方案集的多属性评估矩阵,再引入不确定拓展有序加权平均算子(UEOWA)和可能度公式,计算出方案的排序顺序,从而得到特定属性集综合影响下的相对最优方案。所提出的设计方案评价方法能够为井下工具以及其他开发设计方案的有效性和客观性评价提供科学的可操作方法和思路。

摘要：通过研究石油井下工具生产工艺和结构特点,提出了面向对象,特征化、参数化、模块化的数字模型建立方法。结合三维造型软件SolidWorks和可视化的编程工具Visual Basic 6.0,开发了"石油井下工具虚拟设计仿真平台",提供了井下工具的模型建立,模型装配、有限元分析、仿真等基本操作和计算。将程序的集中控制能力、数据库的集成管理能力和三维虚拟设计仿真相结合,实现了井下工具初步设计阶段产品模型的信息化集成设计与管理。

摘要：应用计算机辅助设计、高级语言、数据库技术及其相互间的接口技术和计算机图形学原理,根据采油井下工具的设计、计算及绘图的特点和要求,开发了井下工具微机辅助设计系统。着重介绍该系统的结构特点、功能及实现的方法和解决的关键技术问题。

摘要：传统的单一密封件在应用于复杂井下环境时具有一定的局限性,而组合密封通过几种密封件的优势互补可适应井下复杂环境。介绍井下工具用V形组合密封的工作原理及其设计方法,指出同一组合密封可同时选用不同材料的圈组合使用,通过优势互补来适应井下复杂环境。介绍了非标准尺寸V形密封圈设计方法,分析如何通过尺寸计算来保证密封组合各部件的截面尺寸的一致性。

摘要：永磁力矩电机具有转矩密度高、响应速度快、过载能力强、高效节能等优点,是一种有着巨大发展潜力的动力驱动装置,在工业生产和日常生活等诸多领域具有广泛应用前景。针对目前永磁力矩电机在油气钻采井下智能工具中的应用概况及技术需求,首先简要介绍永磁力矩电机的结构组成及工作原理;其次阐述当前永磁力矩电机在油气钻采井下工具领域的应用情况,包括井下智能滑套、井下封隔器、井下配水器和井下防喷器,系统地介绍了各类井下工具的结构特点和永磁力矩电机的驱动特性,总结出永磁力矩电机作为井下工具的动力源,其结构尺寸主要受井下高温高压的密闭封装环境、油管直径和便于传动等因素的限制,在井下工具驱动中还存在永磁力矩电机的磁功率效率低、耐高温高压能力弱、电源可靠性低等主要瓶颈问题;最后基于这些研究现状和瓶颈问题,探讨今后该类电机在油气钻采井下工具领域的主要研究方向及发展趋势,建议开展增大永磁力矩电机单位长度输出力矩、耐高温设计、电源优化、新型永磁体材料研发等方面的研究,以满足井下工况需求,进一步扩大潜在市场。

摘要：针对目前井下工具水浸试验系统存在的检测难题,从基本理论出发,深入研究高压、超高压条件下介质的体积变化规律,设计了多功能、高精度、高指标和智能自动化的井下工具水浸试验系统。该系统控制界面友好,具有手动/自动和现场/远程控制功能,可根据试验工具实际需要自由设定试验参数和试验流程,自动生成报表和曲线,试验现场实现了无人值守操作,提高了试验过程中的安全性。试验结果表明,该系统升压能力达到100 MPa,控压精度达到0.35%FS,温控精度达到±1℃,为井下工具试验及设计开发同类高温高压系统奠定了理论和实践基础。

摘要：针对井下工具零件结构复杂、形状怪异，且多为非标准件和非通用件，利用现行手册和常规分析方法难以进行应力分析的情况，依照这类工具零件的力学特征将其分为七大类进行应力分析，并编制了应力分析软件。在编制软件过程中，恰当地选择了软硬件环境和菜单技术，合理地设计了总体框图和分割了屏幕，使得软件具有友好的用户界面。

摘要：针对石油钻采、测井等领域井下工具深孔类零件内壁盲孔及键槽的加工难点,设计深孔内壁专用加工装置,并介绍其工作原理;设计与该加工装置配套的深孔内壁加工系统,为加工装置提供装载平台。以TC4钛合金深孔零件为试验对象进行深孔内壁盲孔及键槽的试验验证,分析切削参数对加工质量的影响,验证了深孔内壁加工系统的有效性,为井下工具深孔内壁盲孔及键槽的高效、精密加工提供一种新方法。

摘要：针对井下工具在屈曲油管内上提和下放作业过程中的通过性问题,提出了一个新的局部模型来重点研究井下工具在屈曲油管内的可通过性。根据井下工具在屈曲油管内刚性通过时的几何限制条件,建立了工具可通过的尺寸控制方程。根据该控制方程,讨论了在斜直井眼内工具通过屈曲油管的最大长度,并推导得出了工具的最大长度、最大外径等计算公式。分析结果显示屈曲油管构型(波长、幅度等)对工具可通过性有重要影响。屈曲油管的角位移幅度越大,工具越不容易通过,而较大的波长和螺距有利于工具的通过。这一局部模型分析结果可以结合到井下工具的设计模型中,以避免各种井下事故的发生。

摘要：介绍了几种胜利油田钻井工艺研究院自行研制的用于侧钻水平井施工的系列井下工具（包括套管段铣器、动力钻具、ＰＤＣ钻头、定向接头等）的结构设计及现场应用情况。实践证明，该系列井下工具结构设计合理、现场应用效果显著。