第一章 定向钻进技术与应用 1
第一节 定向钻进技术的基本概念 1
一、定向钻进技术的含义 1
二、定向钻井的类型 2
第二节 定向钻进技术的发展 4
一、国外定向钻进技术的发展 4
二、我国定向钻进技术的发展 6
三、定向钻进技术的发展趋势 8
一、在石油、天然气钻井工程中的应用 10
第三节 定向钻进技术的应用范围 10
四、计算机智能控制 10
二、在固体矿产地质勘探中的应用 11
三、在其他钻井和工程上的应用 12
第二章 钻孔弯曲与测量 14
第一节 钻孔轴线轨迹及有关参数 14
一、三种钻孔轴线含义的表述 14
二、钻孔轴线空间形态参数 14
第二节 钻孔弯曲的原因和规律 17
一、钻孔弯曲的条件 17
二、钻孔弯曲的原因 18
三、钻孔弯曲的某些规律性 19
第三节 钻孔弯曲度测量与仪器 20
一、钻孔弯曲测量原理 20
二、非磁性岩矿层常用测斜仪 23
三、磁性矿区常用测斜仪 27
第四节 钻孔轴线空间位置的确定 30
一、测斜数据误差的估计 31
二、钻孔轴线空间位置的计算 33
三、钻孔轨迹的绘制 38
一、研究钻孔自然弯曲规律的方法 44
第三章 自然弯曲定向孔设计方法和应用 44
第一节 自然弯曲定向孔的设计 44
二、初级定向孔设计 45
三、设计自然弯曲定向孔应注意的事项 49
第二节 自然弯曲定向钻孔的施工 49
一、自然弯曲定向孔施工技术措施 49
二、增、减斜和纠斜方法 50
第三节 自然弯曲定向孔的应用 51
二、定向钻孔设计的原则 54
一、定向钻孔设计的依据 54
第一节 定向钻孔设计的依据、原则、内容和方法 54
第四章 受控定向钻孔轨迹设计 54
三、定向钻孔设计内容 57
四、定向钻孔轴线的设计方法 58
第二节 二维定向孔轴线设计 58
一、曲线型和直线—曲线型定向孔轴线设计 59
二、曲线—直线和直线—曲线—直线型定向孔轴线设计 61
三、曲线—曲线型和直线—曲线—曲线型定向孔轴线设计 66
四、其他定向孔的轴线设计 70
二、三维定向孔的平面法设计 71
第三节 三维定向孔轴线设计 71
一、三维定向孔设计的现实意义 71
三、斜平面直线—曲线—直线型定向孔轴线设计 73
第五章 液动螺杆钻具及其应用 80
第一节 概述 80
第二节 液动螺杆钻工作原理及设计基础 81
一、液动螺杆的工作原理 81
二、液动螺杆钻的设计基础 83
一、溢流阀 87
第三节 液动螺杆钻具的结构 87
二、螺杆马达 88
三、万向联轴节 89
四、驱动轴 89
第四节 液动螺杆钻具的工作特性曲线 92
第五节 液动螺杆钻具 95
第六节 用液动螺杆钻进行人工弯曲的造斜器具 98
一、弯钻杆 98
二、弯接头 98
四、偏心块 100
三、弯外管 100
五、液压可调弯接头 101
六、组合式偏斜工具 102
第七节 螺杆钻定向钻探施工工艺 102
一、螺杆钻定向钻探配套器具 102
二、造斜钻具组合 104
三、YL型螺杆钻操作技术 105
四、造斜孔段和分支孔分支点的确定 106
五、人工孔底及其建造 106
六、造斜工具安装角 106
七、螺杆钻造斜工具的定向 107
八、螺杆钻造斜钻进工艺 108
第六章 人工弯曲工具的定向及其仪器 111
第一节 定向测量原理及安装角计算 111
第二节 定向方法和仪器的分类 115
一、定向方法概述 115
二、定向仪器的大致分类 115
三、投入—取出式定向仪的耦合定位装置 117
第三节 重锤找眼定向器 117
二、电指示重锤找眼定向器 118
一、机械指示重锤找眼定向器 118
第四节 钢球及水银开关定向仪 119
一、带偏重的液压钢球定向器 119
二、限位式液压钢球定向器 120
三、CT-1M定向仪 122
四、GZ-18型定向仪 123
五、DD-1型单点定向仪 125
第五节 偏重定向器 126
一、外偏重定向器 127
二、液压定位内偏重定向器 128
三、水通内偏重——钢球定向器 130
四、DG-38电指示内偏重定向仪 131
五、测量型内偏重定向仪 132
第六节 摆锤定向仪 133
一、BD-14摆锤定向仪 134
二、GZ-18A型定向仪 138
三、DX-18型单点定向仪 139
四、ZD-40型单点定向仪 141
第七节 光电定向仪 142
一、直孔用的非全测直接定向仪器 143
第八节 直接定向仪器 143
二、KDJ-1型磁性定向仪 144
三、照相记录型磁针定向测斜仪 147
四、国外几种直接定向仪器简介 148
第七章 随钻测量 150
第一节 遥测通道 151
一、硬导线法 151
二、电磁波法 152
三、声波法 153
四、钻井液压力脉冲法 154
第二节 钻井液脉冲传输系统 155
二、负脉冲系统 156
一、正脉冲系统 156
三、连续波系统 157
第三节 钻井液脉冲信号的传输特性 158
一、钻井液脉冲信号的传输特性 158
二、泥浆脉冲信号的传输速度及其影响因素 161
第四节 无线随钻测量系统井下仪器的动力源 166
一、电池组 166
二、涡轮式交流发电机 166
一、定向传感器 169
第五节 随钻测量系统井下仪器的传感器 169
二、地层参数测量传感器 172
三、钻进参数传感器 173
第六节 使用MWD系统的钻井作业 174
一、地面系统 174
二、MWD系统的使用 175
第七节 MWD的应用 176
一、定向测量 177
二、地层评价 177
三、钻井参数测量 178
第八章 井眼轨迹控制理论与技术 179
第一节 分析钻具组合的纵横弯曲连续梁法 179
一、井底钻具组合的力学模型与基本假设 180
二、纵横弯曲法对井底钻具组合的一维分析 181
三、纵横弯曲法对井底钻具组合的二维分析 185
四、纵横弯曲法对井底钻具组合的三维分析 189
第二节 用纵横弯曲法分析弯接头-井下动力钻具组合的受力和变形 193
一、基本假设和力学模型弯接头弯角的处理方法 194
二、一维井身条件下弯接头-井下动力钻具组合的受力与变形分析 197
三、二维井身条件下弯接头-井下动力钻具组合的受力与变形分析 200
四、三维井身条件下弯接头-井下动力钻具组合的受力与变形分析 201
五、装置角问题与弯接头-井下动力钻具组合受力分析的普遍方程 203
六、弯接头上方加配稳定器的井下动力钻具组合的受力与变形分析 206
七、过渡井段弯接头-井下动力钻具组合的受力与变形分析 208
第三节 井斜控制技术 210
一、直井防斜技术 211
二、定向井井斜角变化率控制技术 216
三、定向井方位角变化率控制技术 222
四、钻进过程中的三维井身随钻修正设计 226
参考文献 231