摘要：旋转导向钻井工作过程中,井眼轨迹控制工具的主轴旋转同时发生弯曲,极易在偏心机构与主轴接触面产生很大的接触应力,导致主轴的接触处疲劳失效.鉴于此,根据试验工况建立了井眼轨迹控制工具主轴的力学模型,分析了偏心器内环宽度、倒角、主轴外径和偏心环偏移距离对接触应力的影响,并采用线性疲劳累积损伤理论计算主轴的疲劳寿命.通过计算与分析发现,当主轴在偏心器的作用下发生弯曲变形时,会在主轴与偏心器内环接触位置单侧产生应力集中,特别是偏距超过2 mm时,主轴的疲劳寿命最长为70 h,偏心器内环宽度和倒角对该应力集中影响不大,但是降低主轴刚度能有效降低应力集中.所得结论可以为指向式旋转导向钻井工具 的优化设计与材料优选提供指导.

关键词：井眼轨迹 控制工具 偏心器 主轴 仿真模型 

单位：长江大学机械工程学院; 434023; 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心