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作为工业发展的基础,石油在国家战略层面占据着无可替代的重要地位。目前全球范围内石油钻井作业从陆上向海上转移,在大斜度井、水平井、多分支井数量持续增加的趋势下,石油钻井行业面临的地质条件将更加复杂。随钻测井凭借其技术优势,将更多地取代传统电缆测井所占的市场份额。目前,先进的石油勘探技术大都被国外的大型油田服务公司掌握,因此,自主发展现代石油勘探技术,特别是随钻测井技术,对于我国的能源战略具有重要而深远的意义。针对钻井过程中期望实时采集钻井液并分析地质、油气信息的强烈需求,基于国内外钻井过程中随钻测井技术的研究与应用现状,结合与某油田企业的合作项目,本文提出基于随钻测井思想的钻井液随钻采集系统技术方案,围绕钻井液随钻采集中的过滤及抽排样等关键技术展开了理论分析、装置设计与仿真研究。论文主要研究内容包括:第1章介绍随钻测井技术的实施背景和应用意义,综合介绍其在国内外的研究发展状况及相关技术应用,提出了本文的主要研究内容及整体框架。第2章首先介绍钻井液测井的基本原理,包括钻井液在钻井作业中的使用情况和循环流程、现有的钻井液地面过滤脱气过程等。随后描述了随钻钻井液采集系统的工作原理,分析了其中涉及的关键技术,包括钻井液过滤、钻井液抽排样、采集装置供能技术等。第3章首先介绍目前应用于石油钻井行业中的钻井液固相控制方法以及相关仪器设备的技术原理和使用效果,然后阐述了固液混合物过滤的基础理论和可用以改善过滤效果的方法,在此基础上提出了除砂器式过滤和离心式过滤等可用于本系统中过滤装置的实施原理和设计思路。第4章针对钻井液抽排样过程的伺服控制方式展开研究,首先对多种伺服方式的特点进行了比较,选定液压系统作为抽排样装置的伺服方式,然后设计了用于抽排样过程控制的液压系统,针对系统中的各个功能模块和装置的抽样与排样工作过程进行说明。最后依据各类型泵的工作特点和采集系统的实际应用需求选定了泵油模块中所用的液压泵。第5章首先利用AMESim软件建立了钻井液抽排样装置液压伺服系统的模型,然后分别对系统在不同压力条件下抽样和排样的过程进行仿真,分析了液压缸参数对于系统工作状况的影响,提出了改善系统工作性能的设计方法。第6章对论文的研究工作进行总结,并对后续的研究工作提出了建议。