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垂直钻井工具井斜动态测量研究

何磊  
【摘要】: 井斜动态测量是指在钻杆钻进的过程中,进行井眼的井斜角和方位角的测量,从而用于自动垂直钻井的闭环控制。带有井下闭环系统,可自动进行井下纠斜的垂直钻井工具是当前国内外钻井界研究的一个焦点。而这种剧烈振动、旋转工况下井斜角的精确测量,则成为这个焦点问题中的关键。 论文详细的论述了井斜测量在自动垂直钻井上的意义及国内外测斜技术研究现状,介绍了现有的几种常见测斜仪的工作原理。推导了利用双轴重力加速度传感器静态测量井斜角和相对方位角的算法。分析了动态测量时,振动、旋转因素对井斜测量的影响。理论上提出采用两个双轴重力加速度传感器正交布置消除匀速旋转对井斜角测量的影响。 利用ADAMS软件对井斜测量单元进行建模,通过仿真分析验证了所建立数学模型的正确性。并从理论上提出了一种双轴重力加速度传感器初始安装误差的标定方法。在理论分析和建模分析的基础上,利用试验台对其进行实验分析。通过进行大量的静态、旋转工况下的对比实验,验证了所提出的理论的正确性。


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