科学技术与工程

节点	外径/ m	内径/ m	长度/ m	稳定器直径/m	弹性模量/GPa	密度/ (kg·m^-3)
钻头段	0.080	0.040	0.85	—	201	7 850
下稳定器段	0.080	0.040	0.20	0.207	201	7 850
偏心环段	0.197	0.149	0.20	—	201	7 850
变截面段	0.197	0.149	0.47	—	201	7 850
上稳定器段	0.168	0.152	2.8	0.207	201	7 850
上切点段	0.168	0.152	—	—	201	7 850

节点	外径/ m	内径/ m	长度/ m	稳定器直径/m	弹性模量/GPa	密度/ (kg·m^-3)
钻头段	0.080	0.040	0.85	—	201	7 850
下稳定器段	0.080	0.040	0.20	0.207	201	7 850
偏心环段	0.197	0.149	0.20	—	201	7 850
变截面段	0.197	0.149	0.47	—	201	7 850
上稳定器段	0.168	0.152	2.8	0.207	201	7 850
上切点段	0.168	0.152	—	—	201	7 850

非连续性指向式旋转导向底部钻具组合力学影响因素分析

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郭良林 ¹ , 夏成宇 ² , 吉俊杰 ¹ , 郭铨楹 ² , 车恒达 ¹ , 黄志强 ¹^,^*

科学技术与工程 | 论文·石油、天然气工业 2025,25(12): 4967-4974

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科学技术与工程 | 论文·石油、天然气工业 2025, 25(12): 4967-4974

非连续性指向式旋转导向底部钻具组合力学影响因素分析

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郭良林¹, 夏成宇², 吉俊杰¹, 郭铨楹², 车恒达¹, 黄志强¹^,^*

作者信息

¹ 长江大学石油工程学院, 武汉 430100

² 长江大学机械工程学院, 荆州 434023

郭良林(1997—),男,汉族,四川达州人,博士研究生。研究方向:井下工具设计及有限元仿真分析。E-mail:2905194193@qq.com。

通讯作者:

* 黄志强(1964—),男,汉族,河南民权人,博士,教授,博士研究生导师。研究方向:钻完井工艺、钻完井工具。E-mail:huangzq1356@163.com。

Discontinuous Point-the-bit Rotary Steerable Bottom Hole Assembly Mechanics Analysis of Influencing Factors

Liang-lin GUO¹, Cheng-yu XIA², Jun-jie JI¹, Quan-ying GUO², Heng-da CHE¹, Zhi-qiang HUANG¹^,^*

Affiliations

¹ School of Petroleum Engineering, Yangtze University, Wuhan 430100, China

² School of Mechanical Engineering, Yangtze University, Jingzhou 434023, China

出版时间: 2025-04-28 doi: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402995

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摘要

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深层油气开发钻遇复杂结构井型增多,使用传统滑动钻具时靶向钻进困难。为助力解决复杂结构井型井眼轨迹控制难题,提出一种非连续型指向式旋转导向结构,在此基础上,结合有限元法单元划分思想和纵横弯曲法,建立一种非连续性指向式旋转导向底部钻具组合(rotary steerable bottom hole assembly,RSBHA)力学模型,通过编译力学程序,求解出底部钻具组合钻头侧向力和倾角,并分析井身几何参数、钻井参数和钻具组合结构参数对力学性能的影响规律。得出钻压与井斜对钻头侧向力影响较小,钻具组合结构参数影响较大。研究成果为旋转导向底部钻具组合结构优化及钻井参数优化提供理论前提,为井眼轨迹精确控制提供力学支撑。

关键词

旋转导向 / 底部钻具组合(BHA) / 侧向力 / 井眼轨迹

Abstract

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In deep oil and gas development, it is difficult to drill targeted with traditional sliding drilling tools because of the increasing number of wells with complex structure. To help solve the problem of wellbore trajectory control in complex structural wells, a discontinuous directional rotary steerable structure was proposed. Moreover, a mechanical model of discontinuous directional rotary steerable bottom hole assembly(RSBHA) was established by combining the element division idea of finite element method and the continuous beam-column theory. The bit side force and dip angle of were calculated by compiling mechanics program. The effects of borehole geometry parameters, drilling parameters and drill assembly structure parameters on mechanical properties were analyzed. It is concluded that weight on bit and inclination of hole have little influence on bit side force, but the structural parameters of drill assembly have great influence. The research results provide theoretical premise for the optimization of RSBHA structure and drilling parameters, and provide mechanical support for accurate control of wellbore trajectory.

Key words

rotary steerable / bottom hole assembly(BHA) / bit side force / borehole trajectory

引用本文

郭良林, 夏成宇, 吉俊杰, 郭铨楹, 车恒达, 黄志强. 非连续性指向式旋转导向底部钻具组合力学影响因素分析. 科学技术与工程, 2025 , 25 (12) : 4967 -4974 . DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402995

Liang-lin GUO, Cheng-yu XIA, Jun-jie JI, Quan-ying GUO, Heng-da CHE, Zhi-qiang HUANG. Discontinuous Point-the-bit Rotary Steerable Bottom Hole Assembly Mechanics Analysis of Influencing Factors[J]. Science Technology and Engineering, 2025 , 25 (12) : 4967 -4974 . DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402995

正文

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指向式旋转导向技术代表当前智能导向技术的发展方向,具备井眼轨迹控制精度高、钻具摩阻小、井眼平滑度高、侧向载荷小等特征^[1-2],在薄油层水平井、大位移井、多分枝井、聪明井等复杂结构井的井眼轨迹控制方面起着不可或缺的作用^[3-4]。但其核心技术长期被国外油服公司所垄断,中国以静态推靠式为主,在执行机构可靠性、高造斜钻进、高精度靶向控制、自动化信号传递、井下降温隔热等方面存在较大差距,难以满足钻采现场井眼轨迹控制需求^[5-6]。

底部钻具组合(bottom hole assembly,BHA)力学性能研究是有效实施井眼轨迹控制的前提,是突破旋导技术封锁的关键^[7]。近年来,中外专家学者对BHA静力学进行大量研究。李飞等^[8]基于空间延时微分方程,建立复合式旋转导向工具造斜预测模型。狄勤丰等^[9]建立旋转导向底部钻具组合(rotary steerable bottom hole assembly,RSBHA)静力学微分方程,基于权余法与双重优化法求解上切点位置。Bradlley^[10]结合有限差分法求解BHA静力学微分方程。Walker等^[11]提出利用最小势能原理来描述钻具组合在三维井眼中的受力行为,并优化底部钻具组合结构。Zaharov等^[12]建立BHA有限元分析模型,给出了受轴向载荷作用下BHA静载问题数值解。Guan等^[13]采用有限单元法对推靠式RSBHA进行建模,并建立其运动模型。史玉才等^[14]应用纵横弯曲梁理论重建推靠式钻具组合力学模型,推导RSBHA三弯矩方程及侧向力表达式。纪慧等^[15]基于纵横弯曲法对单弯螺杆钻具防斜纠斜钻具组合进行推荐。李军等^[16]分析了RSBHA结构参数对指向式工具侧向力的影响。王鹏等^[17]提出一种RSBHA力学计算新方法。贾建波等^[18]模拟分析了475型静态推靠式RSBHA的弯曲应力分布规律。

综上所述,当前中外学者主要应用微分方程法、有限差分法、能量法、有限元法和纵横弯曲梁法^[19],并提出了较为成熟的钻具组合的一维、二维及三维力学求解方法、上切点位置预测方法,力学性能影响因素分析方法等,但现有研究大多基于连续芯轴结构,对非连续芯轴结构(具备单位钻头偏转角所需偏置力小、芯轴弯曲程度小、芯轴承受交变循环应力程度低等优点)的力学研究较少。为助力解决复杂结构井井眼轨迹控制难题,提出一种非连续芯轴指向式旋转导向结构,在此基础上,建立一种非连续型指向式RSBHA力学分析模型,结合实钻参数,利用MATLAB编译力学计算程序,求解出钻具组合力学参数,并分析了井眼几何参数、钻井工艺参数、钻具组合结构参数对RSBHA力学性能的影响规律。研究成果可为非连续型指向式RSBHA力学计算提供方法和思路。

1 非连续型旋转导向结构

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非连续型指向式旋转导向结构如图1所示,它主要由旋转芯轴、内外环电机、内外偏心环、动力传递结构、密封装置等组成。导向作业时,两个无框直流电机分别带动内、外偏心环发生相对旋转,由滚针轴承减小滚动摩擦,通过内、外偏心环的配合旋转,驱动旋转芯轴在球座外壳内以球座为支撑点进行偏摆,改变内外偏心环的相对转动角度、速度与方向,使芯轴可以进行周向360°范围内导向偏置,实现井斜与方位变化;上部钻杆的扭矩通过上接头传递至传动机构,再由旋转芯轴传递至钻头,钻压经由上接头、通过球座外壳传递至旋转芯轴,再由旋转芯轴传递至钻头,由此该动力传递机构联合导向偏置机构,可实现工具在周向360°任意方向导向偏置的同时实现钻压与扭矩传递;钻采过程中,钻井液经上部钻杆流经上接头与旋转芯轴并最终流入钻头进行携岩返排。

2 RSBHA力学模型

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如图2所示,非连续指向式旋转导向底部钻具组合主要由钻头、近钻头稳定器、指向式旋转导向工具、无磁钻铤、上稳定器、钻杆等组成。

如图3所示,建立非连续芯轴式旋转导向底部钻具组合力学模型,考虑两个稳定器间钻柱截面大小突变,根据变刚度纵横弯曲梁法,取近钻头稳定器与上稳定器间的一跨钻柱为研究对象,视该跨钻柱受纵横弯曲载荷,M₁与M₂为两个稳定器处所受弯矩,I₁与I₂为不同截面直径钻柱所受惯性矩,q₁与q₂为不同截面直径钻柱所受均布载荷,P为轴向载荷。于井眼坐标系中,在该跨钻柱中间取一微元段dx进行力学分析,并在右侧画出微元段dx受力示意图。

根据y轴上的力平衡方程得

(1)D+dD-D+qdx=0

再建立微元段dx右侧中心点的力矩平衡关系式为

(2)M-M-dM+Ddx+Pdy-

12

qdxdx=0

舍去高阶小量

12

qdxdx得

(3)M=-EI

d 2 y d x 2

式(3)中:E为钻柱弹性模量;I为惯性矩。

联立式(1)~式(3),得出非齐次微分方程为

(4)

d 4 y d x 4

P E I d 2 y d x 2

q E I

求解该非齐次微分方程的通解得

(5)y=C₁+C₂x+C₃cos(kx)+C₄sin(kx)+

12 q P

x²

(6)k=

P E I

式(6)为该段钻柱各点位移表达式。其中C₁、C₂、C₃、C₄为未知的常数。

对式(5)中y求一阶导,得出钻柱各点转角表达式为

(7)y'=C₂-C₃ksin(kx)+C₄kcos(kx)+

q P

对式(5)中y求二阶导,得出钻柱各点弯矩表达式为

(8)y″=EI

- C 3 k c o s (k x) - C 4 k 2 s i n (k x) + q P

对式(5)中y求三阶导,得出钻柱各截面剪切力表达式为

(9)y‴=EI[C₃k³sin(kx)+C₄k³cos(kx)]

3 边界与求解

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为确立动态指向式旋转导向底部钻具组合的力学边界,如图4所示,首先基于有限单元划分思想,在钻头处、下稳定器处、偏置机构处、钻铤变截面处、上稳定器处、上切点处建立节点,每两个节点间的部分视为1个单元,拆分为由6个节点连接的6个单元。

RSBHA在井眼轨道中由于自身重力、狗腿度、井眼空间限制等影响,在井眼轨道中近似呈圆弧形,建立二维分析力学坐标系。如图5所示,各段钻具以其上两个节点的连线为x轴,过x轴作垂线确定y轴,建立各节点处的广义坐标系,以挠度、转角、弯矩、剪力等作为广义坐标,以井眼轴线为单元参考构型建立位移描述,结合纵横弯曲法建立每个单元的受力变形方程^[20]。由于芯轴与外壳在偏置机构处存在重合段,因此视第二段钻具与第三段钻具的基准坐标系重合,通过控制两段钻具在y轴的差值来调控偏置位移。

(1)钻头处与地层相互作用而限制了其移动自由度,可视为铰接,其边界处理为:当x₁=0时,有

(10)

y 1 = 0 E 1 I 1 y ″ 1 = 0

(11)

y 1 = d x w - D 2 y 2 = d x w - D 2 y 3 = d x w - D 2 y' 1 = y' 2 E 1 I 1 y ″ 1 = E 2 I 2 y ″ 2 E 3 I 3 y ″ 3 = 0

式中:d_x_w为下稳定器直径;D为井眼直径;L₁~L₆分别为第1~6段钻柱长度;x₁~x₆分别为第1~6段钻柱长度坐标;y₁~y₆分别为第1~6段钻柱位移坐标;E₁~E₆分别为第1~6段钻柱弹性模量;I₁~I₆分别为第1~6段钻柱惯性矩。

(2)下稳定器由于直径小于井眼直径而靠贴于某侧井壁,同时该处非连续,因此下稳定器处非连续性边界条件表示为:x₁=L₁,x₂=0,x₃=0。

(3)偏心环处芯轴与外壳存在重合段且非连续,通过控制两端钻柱在y轴的差值来给定偏心距,偏心环处非连续性接触条件处理为:当x₂=L₃,x₃=L₃,x₄=0时,有

(12)

y 3 = y 4 y 3 = y 2 - e E 2 I 2 y ″ 2 = 0 E 3 I 3 y ″ 3 = E 4 I 4 y ″ 4 E 2 I 2 y ‴ 2 + E 3 I 3 y ″ 3 = E 4 I 4 y ‴ 4 y' 3 - y' 4 = K (L 3 + L 4) 2

式(12)中:e为芯轴偏心距;K为井眼曲率。

(4)钻铤处固接,存在变截面,变截面处连续性接触条件处理为:当x₄=L₄,x₅=0时,有

(13)

y 4 = y 5 y' 4 - y' 5 = K (L 4 + L 5) 2 E 4 I 4 y ″ 4 = E 5 I 5 y ″ 5 E 4 I 4 y ‴ 4 = E 5 I 5 y ‴ 5

(5)上稳定器由于直径小于井眼直径而靠贴于某侧井壁,上稳定器处连续性边界条件为:x₅=L₅,x₆=0时,有

(14)

y 5 = d s w - D 2 y 6 = d s w - D 2 y' 6 - y' 5 = K (L 6 + L 6) 2 E 6 I 6 y ″ 6 = E 5 I 5 y ″ 5

式(14)中:d_sw为上稳定器直径。

(6)底部钻具组合与井眼的最后接触点称为上切点,上切点以上部分钻柱平躺于井眼底部。上切点处边界条件为:当x₆=L₆,有

(15)

y' 6 = K L 6 2 y 6 = d s w - D 2

若钻柱某节点处位移为E,则根据式(5)得

(16)E=C₁+C₂x_E+C₃cos(kx_E)+C₄sin(kx_E)+

12 q p x E 2

式(16)中:x_E为钻柱在该节点处的长度。

提取未知系数矩阵C_E=[C₁ C₂ C₃ C₄],系数相关矩阵M_E=[1 x_E cos(kx_E) sin(kx_E)],令常量N_E=E-

12 q P x E 2

,则可得

(17)C_EM_E=N_E

则根据上述矩阵变换思想,将整个钻具组合的约束方程组合在一起,将各节点处系数相关矩阵M₁~M₆组合为大矩阵A,将各节点处常量矩阵N₁~N₆组合为大矩阵B,将未知系数矩阵组合为矩阵X,则RSBHA的整体力学矩阵方程可表示为

(18)AX=B

式(18)中:

(19)$\begin{array}{l} \boldsymbol{A}=\left[\begin{array}{cccc} \boldsymbol{M}_{1} & \mathbf{0} & \mathbf{0} & \mathbf{0} \\ \mathbf{0} & \boldsymbol{M}_{2} & \mathbf{0} & \mathbf{0} \\ \mathbf{0} & \mathbf{0} & \ddots & \vdots \\ \mathbf{0} & \mathbf{0} & \cdots & \boldsymbol{M}_{6} \end{array}\right] ; \boldsymbol{X}=\left[\begin{array}{c} C_{1} \\ C_{2} \\ \vdots \\ C_{6} \end{array}\right] ; \\ \boldsymbol{B}=\left[\begin{array}{c} N_{1} \\ N_{2} \\ \vdots \\ N_{6} \end{array}\right] ; \boldsymbol{C}_{i}=\left[\begin{array}{c} C_{i 1} \\ C_{i 2} \\ C_{i 3} \\ C_{i 4} \end{array}\right] \end{array}$

式(19)中:C_i为第i点边界的未知系数矩阵;M_i为第i点边界系数相关矩阵;N_i为第i点边界的常量矩阵,i=1,2,…,6。

结合川西地区两口水平井实钻参数,设定底部钻具组合各段结构及材料参数如表1所示,偏心环组的偏心距为6 mm,按图6所示求解流程,利用MATLAB编译力学程序进行求解,求得钻头侧向力为27.63 kN,钻头转角为0.194 3°。

4 影响因素分析

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4.1 井眼几何参数的影响

井斜角是指井眼轨迹曲线上任意一点井眼的方向线与铅垂线的夹角,是重要的井身几何参数,井斜角的变化将引起非连续指向式RSBHA各段钻柱的轴向力与均布载荷发生变化,从而使受力情况随之变化。如图7所示,为分析井斜对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在井斜角为10°~90°时,求解钻头侧向力。可以看出,随着井斜的增大,钻头侧向力有所降低,但总体影响较小。

4.2 钻井工艺参数的影响

钻压是钻进过程中钻头底部与地层岩石相互作用的轴向压力,是重要的钻井工艺参数,钻压变化将引起旋转导向底部钻头与地层间的压实、吃入程度发生改变,钻柱单位转角所引起的相互作用力发生改变。如图8所示,为分析钻压对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在钻压为10~200 kN时,求解钻头侧向力。可以看出,随着钻压的增大,钻头侧向力有所增加,但增量不大。

4.3 底部钻具组合结构参数的影响

探明非连续指向式RSBHA结构参数对RSBHA力学性能的影响规律,对RSBHA结构优化设计及井眼轨迹控制有指导意义^[21]。

4.3.1 偏心距的影响

偏心距由偏置机构中内、外偏心环相对旋转产生,改变内外环转动速度与方向,可得到不同大小的偏心距,它在数值上等于偏置机构截面上导向芯轴中心轴线与外壳中心轴线间的距离。偏心距极大影响着造斜作业时钻头对地层的抵靠力。如图9所示,为分析偏心距对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在偏心距为2~8 mm时,求解钻头侧向力。可以看出,随着偏心距的增大,钻头侧向力有所增加,且增长幅度较高。

4.3.2 上稳定器直径的影响

导向钻进作业时,上稳定器直径变化将直接引起稳定器与井眼之间的间隙值改变,消除间隙值所引起的钻柱端部附加转角值发生改变,从而使钻柱受力情况产生变化。如图10所示,为分析上稳定器直径对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在上稳定器直径为200~214 mm时,求解钻头侧向力。可以看出,随着上稳定器直径的增大,钻头侧向力有所降低。

4.3.3 下稳定器直径的影响

下稳定器处为三段钻柱交界点,同时该处由传动结构进行钻压扭矩传递,受力情况较为复杂。如图11所示,为分析下稳定器直径对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在下稳定器直径为201~215 mm时,求解钻头侧向力。可以看出,随着下稳定器直径的增大,钻头侧向力有所增加,且增长幅度较高。

4.3.4 上稳定器至偏心环距离的影响

稳定器在RSBHA中起到扶正与支撑作用,其安放位置也对钻柱力学性能也有较大影响。如图12所示,为分析上稳定器至偏心环距离对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在上稳定器至偏心环距离为220~340 mm时,求解钻头侧向力。可以看出,随着上稳定器至偏心环距离的增大,钻头侧向力有所降低。

4.3.5 下稳定器至偏心环距离对侧向力影响

如图13所示,为分析下稳定器至偏心环距离对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在下稳定器至偏心环距离为150~500 mm时,求解钻头侧向力。可以看出,随着下稳定器至偏心环距离的增大,钻头侧向力有所减小,降低幅度值较大。

4.3.6 下稳定器到钻头距离对侧向力的影响

如图14所示,为分析下稳定器到钻头距离对RSBHA力学性能的影响规律,控制其他参数不变,分别在下稳定器到钻头距离为0.5~1.2 m时,求解钻头侧向力。可以看出,随着下稳定器到钻头距离的增大,钻头侧向力有所减小,且降低幅度较大。

5 结论

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(1)提出一种非连续型指向式旋转导向结构,结合有限单元法和纵横弯曲法,建立一种非连续性指向式旋转导向底部钻具组合力学求解方法,利用川西地区水平井现场实钻参数,计算得出钻头侧向力为27.63 kN,钻头转角为0.194 3°。

(2)所建立的非连续性指向式旋转导向BHA力学分析模型,相比现有研究,可适用于非连续、多刚度以及动态边界问题。

(3)研究井身几何参数、钻井参数和钻具组合结构参数对底部钻具组合力学性能的影响,可以看出,随着钻压、偏心距与下稳定器直径的增大,钻头侧向力与造斜率有所增加;随着井斜、上稳定器直径、上稳定器至偏心环距离、下稳定器至偏心环距离、下稳定器至钻头距离的增大,钻头侧向力与造斜率有所降低。有助于进行参数优选和底部钻具组合优化设计。

基金

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湖北省重点研发计划(2021BAA053)
国家自然科学基金(U1762214)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

[1]

冯定, 王鹏, 张红, 等. 旋转导向工具研究现状及发展趋势[J]. 石油机械, 2021, 49(7): 8-15.

Feng

Ding

, Wang

Peng

, Zhang

Hong

, et al. Research status and developmenttrend of rotary steerable system tool[J]. China Petroleum Machinery, 2021, 49(7): 8-15.

[2]

唐博, 王鹏, 张红. 基于整体传递矩阵法的导向工具偏心主轴动力学特性[J]. 科学技术与工程, 2022, 22(19): 8289-8294.

Tang

, Wang

Peng

, Zhang

Hong

. Dynamic characteristics of eccentric spindle of steerable tool based on whole transfer matrix method[J]. Science Technology and Engineering, 2022, 22(19): 8289-8294.

[3]

高德利, 黄文君, 刁斌斌, 等. 复杂结构井定向钻井技术现状及展望[J]. 前瞻科技, 2023, 2(2): 11-21.

Gao

Deli

, Huang

Wenjun

, Diao

Binbin

, et al. Current status and prospect of directional drilling technologies for complex wells[J]. Science and Technology Foresight, 2023, 2(2): 11-21.

[4]

苏义脑, 窦修荣, 高文凯, 等. 旋转导向系统研究现状与发展趋势[J]. 钻采工艺, 2024, 47(3): 1-8.

Yinao

, Dou

Xiurong

, Gao

Wenkai

, et al. Research status and development trends of rotary steerable system[J]. Drilling & Production Technology, 2024, 47(3): 1-8.

[5]

张鑫鑫, 梁博文, 张晓龙, 等. 智能钻井装备与技术研究进展[J]. 煤田地质与勘探, 2023, 51(9): 20-30.

Zhang

Xinxin

, Liang

Bowen

, Zhang

Xiaolong

, et al. Research progress of intelligent drilling equipment and technology[J]. Coal Geology & Exploration, 2023, 51(9): 20-30.

[6]

宋红喜, 曾义金, 张卫, 等. 旋转导向系统现状及关键技术分析[J]. 科学技术与工程, 2021, 21(6): 2123-2131.

Song

Hongxi

, Zeng

Yijin

, Zhang

Wei

, et al. Current situation and key technology analysis of rotary steering system[J]. Science Technology and Engineering, 2021, 21(6): 2123-2131.

[7]

毕研涛, 柳贡慧, 杨宁宁, 等. 柔性短节对静态推靠式旋导工具造斜力的影响[J]. 石油机械, 2022, 50(5): 9-15.

Yantao

, Liu

Gonghui

, Yang

Ningning

, et al. Influence of flexible sub on deviating force of static push-the-bit rotary steering BHA[J]. China Petroleum Machinery, 2022, 50(5): 9-15.

[8]

李飞, 张楠. 基于延时微分的旋转导向工具造斜率预测方法研究[J]. 煤田地质与勘探, 2024, 52(6): 166-173.

Fei

, Zhang

Nan

. Build-up rate prediction of rotary steerable tools based on delay differentiation[J]. Coal Geology& Exploration, 2024, 52(6): 166-173.

[9]

狄勤丰, 芮子翔, 周星, 等. 带旋转导向工具的底部钻具组合横向振动特性研究[J]. 石油钻探技术, 2021, 49(6): 8-16.

Qinfeng

, Rui

Zixiang

, Zhou

Xing

, et al. Research on lateral vibration characteristics of bottom hole assembly with rotary steerable tool[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2019, 49(6): 8-16.

[10]

Bradlley

W B

. Factors affecting the control of borehole angle in straight and directional wells[J]. Journal of Petroleum Technology, 1975, 27: 679-688.

[11]

Walker

B H

, Friedman

M B

. Three-dimensional force and deflection analysis of a variable cross section drill string[J]. Journal of Pressure Vessel Technology, 1977, 99(2): 367.

[12]

Zaharov

D O

, Sokolov

A P

. Finite element modeling of bottom hole assembly stress-strain state[J]. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 2020, 9(6): 803-807.

[13]

Guan

Z C

, Wang

, Shi

Y C

, et al. Dynamic behavior analysis of push-the-bit rotary steerable bottom hole assembly[J]. Journal of Mechanical Science and Technology, 2019, 33: 1501-1511.

[14]

史玉才, 滕志想, 白璟, 等. 改进的静态推靠式旋转导向钻具组合力学模型[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2018, 42(5): 75-80.

Shi

Yucai

, Teng

Zhixiang

, Bai

Jing

, et al. improved mechanical model of the static push-the-bit rotary steerable bottom-hole assembly[J]. Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science), 2018, 42(5): 75-78.

[15]

纪慧, 李军, 杨宏伟, 等. 底部钻具组合力学性能分析及优化[J]. 石油机械, 2024, 52(6): 20-28.

Hui

, Li

Jun

, Yang

Hongwei

, et al. Mechanical property analysis and optimization of bottom hole assembly[J]. China Petroleum Machinery, 2024, 52(6): 20-28.

[16]

李军, 李东春, 张辉. 指向式旋转导向工具造斜能力影响因素研究[J]. 钻采工艺, 2018, 41(1): 1-6.

Jun

, Li

Dongchun

, Zhang

Hui

. Research on influencing factors of deflection ability of directional rotary steerable tool[J]. Drilling & Production Technology, 2018, 41(1): 1-6.

[17]

王鹏, 唐博, 吉进元, 等. 旋转导向系统底部钻具组合力学计算新方法[J]. 力学季刊, 2022, 43(3): 670-680.

Wang

Peng

, Tang

, Ji

Jinyuan

, et al. A new method for mechanical calculation of bottom hole assembly in rotary steerable system[J]. Chinese Quarterly of Mechanics, 2022, 43(3): 670-680.

[18]

贾建波, 兰洪波, 菅志军, 等. 475型静态推靠式旋转导向钻具组合的弯曲应力分布规律[J]. 地球物理学报, 2023, 66(1): 95-100.

Jia

Jianbo

, Lan

Hongbo

, Jian

Zhijun

, et al. Bending stress distribution rules of the 475 static push-the-bit rotary steerable assembly[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2019, 66(1): 95-100.

[19]

何俊杰, 毛良杰, 杨森, 等. 推靠式旋转导向系统钻具组合力学性能分析[J]. 石油机械, 2024, 52(4): 41-48.

Junjie

, Mao

Liangjie

, Yang

Sen

, et al. Mechanical property analysis of bottom hole assembly with decentralized rotary steering system[J]. China Petroleum Machinery, 2024, 52(4): 41-48.

[20]

洪迪峰, 唐雪平, 苏义脑, 等. 非连续性旋转导向钻具组合的广义纵横弯曲法[J]. 石油学报, 2014, 35(3): 543-550.

Hong

Difeng

, Tang

Xueping

, Su

Yinao

, et al. Generalized beam-column method for non-continuous rotary steering drilling of bottom-hole assembly[J]. Acta Petrolei Sinica, 2014, 35(3): 543-550.

[21]

王恒, 管志川, 史玉才, 等. 柔性短节对推靠式旋转导向底部钻具组合造斜能力的影响分析[J]. 钻采工艺, 2018, 41(6): 19-22, 6.

Wang

Heng

, Guan

Zhichuan

, Shi

Yucai

, et al. Effects of flex sub on buil-up performance of push-the-bit RSBHA[J]. Drilling & Production Technology, 2018, 41(6): 19-22, 6.

2025年第25卷第12期

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文章信息

doi: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402995

接收时间：2024-04-23
首发时间：2025-07-09
出版时间：2025-04-28

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作者

出版历史

收稿日期：2024-04-23
修回日期：2025-01-22

基金

湖北省重点研发计划(2021BAA053)

国家自然科学基金(U1762214)

作者信息

¹ 长江大学石油工程学院, 武汉 430100

² 长江大学机械工程学院, 荆州 434023

通讯作者:

* 黄志强(1964—),男,汉族,河南民权人,博士,教授,博士研究生导师。研究方向:钻完井工艺、钻完井工具。E-mail:huangzq1356@163.com。

参考文献

分享链接

https://castjournals.cast.org.cn/joweb/kxjsygc/CN/10.12404/j.issn.1671-1815.2402995

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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