随着全球经济持续快速发展,世界各国对油气资源的需求日益增加,国际原油供求关系日趋紧张。为应对不断上涨的油气需求,众多石油公司、钻井公司及服务公司都在积极寻求能进一步降低勘探开发成本、提高经济效益的钻井新技术和新装备。连续管钻井技术便是这样一项高效、低成本、环保的钻井技术,该技术白20世纪90年代在北美地区迅速发展起来,具有无需接单根,起下钻速度快；钻井过程能实现泥浆连续循环,井底压力易于控制；设备轻便灵活,移运性能好；易于实现钻井自动化、智能化等优点,是油气勘探开发的重要发展方向之一。截止目前,连续管技术已经历了50余年的发展历程。全球连续管技术服务市场的60%份额由Schlumberger、BJ Services和Halliburton三大公司共同占有。传统的连续管修井作业占据了连续管作业量的75%,并以每年10%-12%的速度增长,而连续管压裂和连续管钻井作业年增速则达到30%,已经成为了连续管技术发展最迅速的两个领域,并显示出强劲的发展势头。在国内,连续管技术主要应用于修井作业,连续管压裂作业刚起步不久,而在连续管钻井领域则是一片空白。主要原因在于国内没有专用的连续管钻井装备,现有的连续管作业机又不能满足钻井作业工艺的需求,这一现状严重制约了国内连续管钻井技术的快速发展。鉴于上述现状,本文依托中石化江汉石油管理局“连续管钻井技术及配套装备研究”项目,设计了应用于浅井钻井的CTR80/200复合连续管钻机,重点对其核心装备——ZRT80注入头进行详细设计与分析,促进连续管钻机国产化进程。本文在广泛调研连续管钻井技术国内外现状、连续管钻井国内市场及应用前景的基础上,针对国内油气资源开发现状及常用井身结构的特点,综合连续管的经济性和运移性,确定了国内要发展连续管钻井技术可以优先开发1200米钻深的31/2in连续管钻机,并基于钻机总体方案对配套的ZRT80注入头进行了结构设计计算,运用三维建模软件建立了注入头各部件实体模型及总装图；运用有限元分析软件对注入头关键部件进行了强度校核,验证了各部件的可靠性；完成了连续管井口压曲有限元分析,验证了所设计的注入头能将连续管安全压入井筒内而不会使连续管发生不必要的弯折失效；在强度校核基础上,对夹持块进行了优化设计,包括截面参数优选、内径尺寸优选、卡牙设计等,在最大限度提高夹持块与连续管间的摩擦力、增强夹持可靠性的同时显著改善夹持块对连续管造成的夹持损伤、降低连续管应力集中和弯曲变形程度,使注入头上提下注作业更为安全可靠；以结构为基础,对注入头控制系统进行了设计综上所述,本文在广泛调研国内外连续管钻机及钻井工艺的基础上,结合我国油气资源开发特点,提出了一套适合我国油气勘探的连续管钻机方案,并对核心装备注入头进行了详细设计与分析,对提高我国连续管钻井技术具有重要意义及应用价值。