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复合冲击频率配合特性模拟研究 被引量：14
1
作者 李玉梅 张涛 +2 位作者 苏中 于丽维 刘建明 《石油机械》 北大核心 2019年第9期30-36,共7页
目前,对于传统的轴向冲击破岩和扭力冲击破岩机理的研究较多,而复合冲击钻井破岩机理的研究正处于起步阶段,且现有的研究成果极少。鉴于此,利用ABAQUS动力学冲击模块计算平台建立了PDC钻头单齿-岩石相互作用的动力冲击数值模型,考虑切... 目前,对于传统的轴向冲击破岩和扭力冲击破岩机理的研究较多,而复合冲击钻井破岩机理的研究正处于起步阶段,且现有的研究成果极少。鉴于此,利用ABAQUS动力学冲击模块计算平台建立了PDC钻头单齿-岩石相互作用的动力冲击数值模型,考虑切削齿在钻压、转速、交变冲击扭矩和交变轴向冲击力等多个载荷的共同作用下,分析了复合冲击破岩方式、轴向冲击和扭向冲击频率配合方式、钻压等几个因素对复合冲击破岩效果的影响。研究结果表明:岩石单元内部拉应力与压应力破坏区域交替分布;冲击条件相同,且在轴向冲击频率为扭向冲击频率的1/2时,岩石破碎效率最高;如果冲击频率太小,而不能及时有效地破碎钻遇岩石,即发生黏滑振动;如果冲击频率太大,载荷作用时间太短,则破岩过程中冲击能量无法及时分配,冲击力微弱,因此,复合冲击频率配合数量关系存在一个冲击频率极值。复合冲击钻井技术破岩机理的研究为新型钻井工具的进一步开发和优化改进奠定了理论基础。 展开更多
关键词 复合冲击钻井 冲击破岩 PDC 钻压 冲击频率 ABAQUS
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复合冲击钻井工具结构设计与运动特性分析 被引量：12
2
作者 汪伟 柳贡慧 +2 位作者 李军 查春青 黄涛 《石油机械》 北大核心 2019年第7期24-29,共6页
深部复杂硬地层岩石强度高、可钻性差、抗破碎能力强,易引起PDC钻头黏滑振动及过早磨损。鉴于此,设计了一种复合冲击钻井工具。分析了该工具的轴向冲锤和周向摆锤的受力特征,建立了冲锤和摆锤的运动数学模型,研究了工具的运动特性,并通... 深部复杂硬地层岩石强度高、可钻性差、抗破碎能力强,易引起PDC钻头黏滑振动及过早磨损。鉴于此,设计了一种复合冲击钻井工具。分析了该工具的轴向冲锤和周向摆锤的受力特征,建立了冲锤和摆锤的运动数学模型,研究了工具的运动特性,并通过室内试验测试其冲击性能。研究结果表明:复合冲击钻井工具的冲锤和摆锤的运动过程分为三个阶段,且在不同阶段运动均呈非线性;工具的冲击功和冲击频率均随排量增加而增大,冲击功计算值要比试验值高出25%,频率计算值比试验值高19%;轴向冲击频率高于周向冲击频率,工具结构参数满足设计要求。研究结果可为复合冲击钻井工具结构的合理设计及现场应用提供借鉴。 展开更多
关键词 硬地层 PDC钻头 复合冲击钻井 结构设计 运动特性
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复合冲击钻井技术在北部湾盆地中的发展前景
3
作者 严康 《石油石化物资采购》 2024年第12期199-201,共3页
涠西南凹陷石炭系是北部湾盆地勘探开发的重点层位,根据区域地质构造研究以及前期钻井实况,石炭系地层受制于地层、层积特征和凹陷断裂带等因素的影响,实钻机械钻速远低于上部地层、实际钻井周期远高于设计,导致钻井成本的大幅增加和勘... 涠西南凹陷石炭系是北部湾盆地勘探开发的重点层位,根据区域地质构造研究以及前期钻井实况,石炭系地层受制于地层、层积特征和凹陷断裂带等因素的影响,实钻机械钻速远低于上部地层、实际钻井周期远高于设计,导致钻井成本的大幅增加和勘探开发进度的严重推迟。为打破石炭系机械钻速慢、钻井周期长的僵局,引用复合冲击钻井提速工具,实钻应用效果良好,机械钻速由原来的4m/h提升至8~20m/h,至少能够节约一趟钻,从作业的源头控制成本,实现安全、优质、高效的钻井作业。 展开更多
关键词 北部湾盆地 涠西南凹陷 复合冲击钻井 发展前景
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复合冲击钻井工具在深部难钻地层的应用 被引量：6
4
作者 李相勇 《西部探矿工程》 CAS 2019年第8期70-72,共3页
随着深井数量逐年增多,难钻地层可钻性差、岩石硬度大等问题制约着深井提速的步伐,严重影响了钻井周期和成本。新研制出的复合冲击钻井工具能够有效解决深井提速问题,该工具通过多维振动的方式达到辅助钻头破岩的效果。通过现场试验,有... 随着深井数量逐年增多,难钻地层可钻性差、岩石硬度大等问题制约着深井提速的步伐,严重影响了钻井周期和成本。新研制出的复合冲击钻井工具能够有效解决深井提速问题,该工具通过多维振动的方式达到辅助钻头破岩的效果。通过现场试验,有力证明了该工具提速效果显著,达到降低增效的目的。对已研发出的工具原理进行介绍,通过现场试验情况的描述,对该工具应用情况进行了分析和总结,对工具的应用特点有了全新的认识。 展开更多
关键词 深部难钻地层 钻井 辅助破岩 复合冲击钻井 降本增效
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基于单齿多维度冲击破岩机理仿真研究 被引量：2
5
作者 齐悦 柳贡慧 +3 位作者 李军 查春青 田玉栋 李玉梅 《石油机械》 北大核心 2023年第12期1-7,共7页
扭转冲击钻井破岩模式的提出及应用提高了对井筒周向岩石的切削效率。为了提高复合冲击的破岩效率及轴向冲击频率与扭转冲击频率的最优配比,建立了复合冲击系统的三维有限元数值模型,模拟了PDC单齿与岩石的动态相互作用;通过灵敏度分析... 扭转冲击钻井破岩模式的提出及应用提高了对井筒周向岩石的切削效率。为了提高复合冲击的破岩效率及轴向冲击频率与扭转冲击频率的最优配比,建立了复合冲击系统的三维有限元数值模型,模拟了PDC单齿与岩石的动态相互作用;通过灵敏度分析,研究了复合冲击中牙齿扭向冲击速度、动态扭转冲击载荷幅值、扭转冲击与轴向冲击频率配比对切削力和切削深度的影响。研究结果表明:扭向冲击速度越大,切削力越大,切削力的幅值越大;切削力随着冲击时间先增大后减小,随着动态扭转冲击载荷幅值的增加,切削力的振幅增大,切削力越快达到峰值;随着扭向冲击速度增加,切削深度幅值和切削力幅值均增大,切削深度曲线呈阶跃特征,牙齿最大切削深度随动态扭转冲击载荷幅值增大而增大;扭转冲击频率与轴向冲击频率的配比关系存在一个最优值。所得结论可为复合冲击破岩工具的后续开发和优化提供理论支持。 展开更多
关键词 复合冲击钻井 破岩机理 PDC单齿 切削力 冲击速度 轴向冲击
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复合冲击破岩数值模拟研究及现场应用
6
作者 刘伟 许朝辉 +1 位作者 查春青 李牧 《石化技术》 CAS 2023年第2期82-84,87,共4页
为了探究复合冲击载荷作用下聚晶金刚石复合片钻头(PDC)的破岩机理,利用ABAQUS有限元软件建立了PDC单切削齿-岩石相互作用的数值模型,模拟研究了常规切削、单轴向冲击、复合冲击下岩石破碎过程,分析了复合冲击破岩机理。结果表明:在复... 为了探究复合冲击载荷作用下聚晶金刚石复合片钻头(PDC)的破岩机理,利用ABAQUS有限元软件建立了PDC单切削齿-岩石相互作用的数值模型,模拟研究了常规切削、单轴向冲击、复合冲击下岩石破碎过程,分析了复合冲击破岩机理。结果表明:在复合冲击作用下,轴向载荷分量能够增加切削齿切削深度,同时切向载荷分量的剪切作用使岩石产生大体积破裂。相比于常规钻进,应用复合冲击钻井后机械钻速提高了26.2%。研究成果可为复合冲击钻井技术的现场应用提供理论参考。 展开更多
关键词 复合冲击钻井 机械钻速 破岩机理 数值模拟
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复合冲击钻井工具在大庆徐深气田现场试验
7
作者 李博 李相勇 +4 位作者 王春华 李玉海 万发明 郑瑞强 柳长鹏 《西部探矿工程》 CAS 2021年第1期50-51,55,共3页
大庆油田徐深气田区块登娄库组至营层组层位研磨性强、可钻性差,导致在该段钻井工程中,单只钻头进尺少、钻头寿命短、机械钻速低,为解决难钻层位钻井效率低问题,在该区块深层应用了复合冲击钻井工具,该工具能够实现轴向和周向冲击,在减... 大庆油田徐深气田区块登娄库组至营层组层位研磨性强、可钻性差,导致在该段钻井工程中,单只钻头进尺少、钻头寿命短、机械钻速低,为解决难钻层位钻井效率低问题,在该区块深层应用了复合冲击钻井工具,该工具能够实现轴向和周向冲击,在减少钻头粘滑现象同时增加切削齿进入地层深度,提高破岩效率。在大庆徐深气田应用复合冲击钻井工具进行现场试验,提高机械钻速、降本增效效果显著。 展开更多
关键词 钻井 机械钻速 复合冲击钻井 降本增效
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