近钻头工程参数包括钻压、扭矩、温度和环空压力等，这些参数的随钻准确测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析比较现有各种近钻头工程参数测量技术的基础上，利用有限元分析软件ANSYS详细分析了一种新型近钻头钻压扭矩随钻测量传感器不同角度的应力应变关系、钻铤内压影响、钻压与扭矩之间的耦合关系等基本的测量特性，为应变片粘贴、内压修正算法开发等提供了理论依据，也为近钻头工程参数随钻测量短接的研制奠定了基础。

针对随钻测量设备需求日益增大,本文在分析随钻测量系统工作原理的基础上,设计一套由三轴加速度计、三轴磁阻传感器与三轴陀螺仪组成的随钻测量系统。以DSP为控制核心,采用先进的MEMS芯片,同时采取相应的抗干扰、误差修正、温度补偿等改善性能措施。结果表明,系统具有测量精度高、稳定性好、适应能力强等优点。

基于随钻测量仪的密封要求,设计O形圈加单侧挡圈的密封结构。建立该密封结构的轴对称模型,采用非线性有限元软件ABAQUS对其应力进行分析,分析表明,O形圈与沟槽及钻杆内壁的接触面起主要密封作用。确定挡圈易受损和失效的关键部位,分析压力及压缩率等典型参数对关键区域的影响,获得O形圈及挡圈工作时的敏感区域的应力状态及各种参数。结果表明,此密封结构能够承受30MPa高压,且在高压下挡圈对O形圈的保护作用更显著。通过1 000m井下实验,初步验证了仿真结果的正确性。

为适应钻孔深度越来越深要求,延长随钻测量工作寿命,针对组合静密封结构缺陷,设计一种适用于随钻测量仪器的自保护密封装置。通过静力学膨胀数值模拟对橡胶气囊膨胀位移与气压关系进行研究,并在此基础上对模型尺寸大小不同,结果不同原因进行分析,讨论造成自保护密封装置模拟结果不同的因素,确定气囊直径、宽度、壁厚和内腔宽度4个自变量,并对4个自变量进行模拟,探究其与橡胶气囊膨胀关系;在静力学膨胀模拟基础上,建立自保护密封简易模型,通过流体数值模拟对其密封效果进行分析。结果表明:自保护密封装置橡胶气囊膨胀位移大小与压力成线性关系,橡胶气囊膨胀位移比k与气囊直径和宽度呈二次函数关系,与气囊内腔宽度和壁厚成反比且橡胶气囊内外圈膨胀位移比k大小不同,并随着自变量参数增大,外圈膨胀位移比k逐渐小于内圈,可推导出橡...

华晋焦煤沙曲一号煤矿是煤与瓦斯突出矿井,4502工作面为沙曲一矿首个智能化综采工作面,针对瓦斯治理提出了更高的要求。在本工程中提出了采用ZYL-17000D型履带式全液压定向钻机配随钻测量装置施工长度超过600m,终孔直径达到203mm的顶板定向长钻孔抽采技术,应用孔底定向钻技术、回钻扩孔的水排渣工艺在大直径裂隙带施工钻孔进行采空区瓦斯抽采技术。ZYL-17000D型履带式全液压定向钻机是国内目前扭矩最大的履带式全液压定向钻机,我们总结了一套适用于在大直径裂隙带钻孔瓦斯治理的施工方法,保障了工作面安全、高效回采。

介绍了在LWD、MWD中井下涡轮发电机的作用及工作原理,研究了涡轮发电机液力元件涡轮的不同叶片形式对应的模型,指出了一种效率高的新型涡轮模型的叶片特点,提出涡轮工作效率的关键参数及影响因子,总结出通过调整影响因子进行涡轮参数化建模的方法,实现了基于MATLAB和Pro/E结合对涡轮的快速准确建模,说明了关键函数程序语句及数据处理方法,提高了建模效率和模型数据的准确性。