毕研涛 柳贡慧 马清明 杨宁宁 朱杰然 刘建勋

(1.中国石油大学(北京)石油工程学院 2.中石化胜利石油工程有限公司 3.北京工业大学 4.中石化胜利石油工程有限公司随钻测控技术中心 5.重庆科技学院机械与动力工程学院 6.重庆科技学院石油天然气装备研究院)

0 引 言

传统滑动导向钻井技术在复杂结构井中作业面临摩阻扭矩大、钻压传递困难及井眼轨迹控制难度大等问题。为此，国内外石油钻井公司自20世纪80年代便开展了旋转导向钻井系统(RSS)研究，并逐步形成了以Schlumberger公司PowerDrive钻井系统、Baker Huges公司AtuoTrak钻井系统及Halliburton公司Geo-Pilot钻井系统为代表的商业化产品[1-3]。

自RSS问世以来，旋转导向钻井系统底部钻具组合(RSBHA)的受力变形分析一直是业内学者研究的热点。赵金海等[4]运用加权余量法建立了RSBHA静力学模型，分析了偏置式RSBHA的力学行为。唐雪平等[5-7]采用纵横弯曲梁法，从静力学角度对变刚度变截面RSBHA的受力问题进行了分析。洪迪峰等[8]以纵横弯曲梁法和有限元法为基础，提出了一种广义纵横弯曲法，建立了RSBHA有限元模型，分析了RSBHA的力学特性。WANG J.等[9]运用有限元法研究了推靠式RSBHA的动力学特性，分析了柔性短节长度和直径对造斜力的影响。冯长青等[10]利用ANSYS有限元软件计算了RSBHA受力与变形特征，着重分析了造斜力的主要影响因素。

以上研究均将RSS导向机构以集中力等效，对心轴-外筒-井壁之间运动约束并未在建模过程中详细考虑。为此，本文根据AutoTrak Curve静态推靠式RSS系统的结构和工作原……