摘要：为准确了解钻井过程中导向钻井工具可控弯接头的井下运动规律,根据空间机构理论,建立了全旋转内置式可控弯接头的运动模型,采用Matlab进行模拟仿真,分析了不同工具角、不同工具面角以及不同工作状态下系统的运动规律,并通过Solidworks三维仿真验证模型的正确性。通过仿真得出了关键部件内偏心环、外偏心环、钻头的角速度和位移等运动学基本参数,揭示了可控弯接头的运动特征,研究了转速、偏心距与钻头运动轨迹的关系,求得了系统中各参数随时间变化的规律。研究结果表明,随着两个伺服电机转动角速度的变化,工具角调节速度和调节加速度呈余弦规律连续变化。研究结果为全旋转内置式可控弯接头的井眼轨迹控制提供了理论依据。

摘要：可控弯接头是闭环旋转导向钻井工具的关键执行部件之一,它是一种位移工作方式的钻井工具,该工作方式以控制导向工具执行机构的偏置量为特点,用以改变井下钻具在钻进过程中的井斜角达到造斜的效果。文章分析了所设计的可控弯接头结构的钻头降井斜力以及造斜率,为可控弯接头的设计提供了理论指导,从而达到良好的工程设计结构。

摘要：旋转导向钻井工具在国内已有较大的发展,现已成型的导向钻具几乎全为钻头推靠式导向方式。可控弯接头导向钻具的设计研究为国内全旋转钻头指向式导向钻具的发展奠定了理论基础,其研制尚处于起步阶段,有许多关键技术亟待解决。简要介绍了旋转导向钻井工具结构和工作原理;针对其结构特点和实际的井下工作环境,对其密封结构进行重点研究。设计一种带有压力补偿的组合密封结构,为存在动态压力突变的钻井液-润滑油这一位置的密封问题提供一种理想的解决方案,并对关键密封部件进行有限元分析,以保证密封结构具有径向补偿、耐高温、耐高压、耐腐蚀、抗冲击、长寿命等特点,为可控弯接头原理样机的试制与相关原理性试验奠定良好的理论基础。

摘要：在旋转导向钻井系统中,可控弯接头是重要的导向钻井工具。介绍了可控弯接头结构,并对该结构中钢球的受力和接触情况进行阐述。采用赫兹理论对钢球与滚道进行分析计算,了解其在工作过程中具体的运动情况以及在受到工作载荷之后的摩擦磨损状态;通过MATLAB软件分析机构中各因素对摩擦应力的影响程度及趋势,为机构后续设计及改进提供依据。

摘要：可控弯接头偏心环振动情况直接关系到旋转导向钻井系统的稳定性。本文以全旋转指向式旋转导向钻井工具的导向工况为背景,从偏心环控制可控弯接头导向过程入手分析,对可控弯接头偏心环旋转过程进行了力学分析,建立受力模型。推导了偏心环径向的运动微分方程,计算出了偏心质量引起的离心惯性力。对偏心环进行模态分析,得出各阶振型以及固有频率。为之后全旋转指向式旋转导向钻井工具的结构设计提供理论基础。

摘要：在研究现有旋转导向系统构成和关键组成单元结构及工作原理的基础上,分析了国内外旋转导向钻井系统的结构特点,并结合现场旋转导向系统的使用原则提出了新型全旋转动态指向式旋转导向钻井系统。该系统主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通信系统、钻井液发电系统、井下控制系统、井下测量系统和导向机构组成。系统将井下闭环和地面闭环相结合,实现旋转钻进过程中连续井斜和方位的调整,节省了频繁起下钻时间;系统的可控弯接头的偏心机构由内、外2个偏心环组成,并利用内、外偏心和矢量进行轨迹控制。可控弯接头偏心机构通过控制外偏心环伺服电机来驱动,可实现导向轴的摆动,保证可控弯接头实现导向钻进。