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低压脉冲射流井底欠平衡钻井提高钻速机理分析 被引量:34
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作者 杨永印 沈忠厚 王瑞和 《石油钻探技术》 CAS 2002年第5期15-16,共2页
理论分析了井底欠平衡压力对井底岩石应力状态的影响以及负压差促进岩屑脱离井底的机理。通过对压力波在井底岩石中的扩散特点的分析 ,得出脉动性井底低压比持续性低压更有利于提高渗透性岩石的破碎效果。对于钻进大多数中渗透性地层 ,... 理论分析了井底欠平衡压力对井底岩石应力状态的影响以及负压差促进岩屑脱离井底的机理。通过对压力波在井底岩石中的扩散特点的分析 ,得出脉动性井底低压比持续性低压更有利于提高渗透性岩石的破碎效果。对于钻进大多数中渗透性地层 ,建议单个低压脉冲的持续时间应为几毫秒 ,而相应的低压脉冲之间的间隔应为几十毫秒。 展开更多
关键词 低压脉冲射流 石油钻井 欠平衡压力钻井 压差 机械钻速 岩石破碎 破岩机理
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超声波高频旋冲钻井技术破岩机理研究 被引量:18
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作者 黄家根 汪海阁 +3 位作者 纪国栋 赵飞 明瑞卿 郝亚龙 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期23-29,共7页
采用传统钻井技术钻进深部硬地层时机械钻速低,严重影响了深层和超深层油气的勘探开发进程,因此,将超声波破岩技术和传统旋转破岩技术相结合,提出了超声波高频旋冲破岩钻井技术,设计了可实现超声波高频旋冲钻井的超声波振动短节。基于... 采用传统钻井技术钻进深部硬地层时机械钻速低,严重影响了深层和超深层油气的勘探开发进程,因此,将超声波破岩技术和传统旋转破岩技术相结合,提出了超声波高频旋冲破岩钻井技术,设计了可实现超声波高频旋冲钻井的超声波振动短节。基于岩石力学理论,分析了超声波高频旋冲破岩机理,并建立了高频冲击钻进模型。通过对高频冲击钻进数学模型进行无因次化数值分析,研究了高频冲击钻进的3个阶段,详细分析了钻压、频率和振幅对破岩效率的影响规律。研究发现:随着钻压和振幅增大,破岩效率随之提高;存在最优振动频率,在此振动频率下破岩效率最高。研究表明,超声波高频旋冲破岩钻井技术通过加快硬岩石疲劳损伤、减少钻头粘滑振动及合理利用共振能量3种方式提高深部硬地层的机械钻速。 展开更多
关键词 硬地层 超声波破岩 振动短节 冲击钻进 钻进模型 破岩机理 机械钻速
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岩石聚能爆破试验与数值模拟研究 被引量:17
3
作者 陈寿峰 薛士文 +3 位作者 高伟伟 王亚楠 刘晓磊 李奇 《爆破》 CSCD 北大核心 2012年第4期14-18,75,共6页
聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待研究的领域。针对不同炸高、不同材质聚能罩的聚能药包试验,对比分析了集中药包、无罩聚能装药和有罩聚能装药的破岩效果,并采用ANSYS/LS—DYNA程序对聚能爆破进行了数值模拟。综合理论、试验和数... 聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待研究的领域。针对不同炸高、不同材质聚能罩的聚能药包试验,对比分析了集中药包、无罩聚能装药和有罩聚能装药的破岩效果,并采用ANSYS/LS—DYNA程序对聚能爆破进行了数值模拟。综合理论、试验和数值模拟的研究成果,对聚能爆破破岩机理进行了初步分析,得出聚能爆破各主要参数对破岩效果影响的基本规律。 展开更多
关键词 聚能装药 聚能爆破 破碎岩石 破岩机理 数值模拟
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电脉冲破岩钻进技术研究进展 被引量:16
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作者 李昌平 契霍特金V F 段隆臣 《地质科技情报》 CSCD 北大核心 2018年第6期298-304,共7页
随着石油、天然气、地热井等勘探开发钻井深度的不断增加,传统的机械钻井方法表现出效率低、能耗高等缺点,因此有必要研发新型高效的破岩钻进技术。电脉冲钻进具有破岩效率高、能耗低、井壁质量好等优点,是目前一种非常具有潜力的新型... 随着石油、天然气、地热井等勘探开发钻井深度的不断增加,传统的机械钻井方法表现出效率低、能耗高等缺点,因此有必要研发新型高效的破岩钻进技术。电脉冲钻进具有破岩效率高、能耗低、井壁质量好等优点,是目前一种非常具有潜力的新型高效破岩方式。介绍了高压电脉冲放电破岩分类、电脉冲钻进技术应用前景、电脉冲钻进原理及电脉冲破岩钻进研究现状,并对电脉冲破岩钻进装置、电脉冲破岩过程及电脉冲钻进基础理论等的研究进展进行了分析。在总结电脉冲钻进岩石破碎研究存在不足的基础上,探讨了电脉冲钻进技术可能的发展趋势与研究方向。 展开更多
关键词 电脉冲钻进 钻进原理 破岩效率 破岩机理
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切槽对TBM刀具破岩机制的影响研究 被引量:11
5
作者 周辉 徐福通 +2 位作者 卢景景 高阳 肖建成 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期625-634,共10页
高压水射流与机械滚刀相联合破岩技术的出现,改变了传统隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)的作业方式。以高压水射流在滚刀两侧岩体切槽的破岩模式为研究对象,开展常截面滚刀压头贯入不同预切槽深度白砂岩板状试样的试验和数... 高压水射流与机械滚刀相联合破岩技术的出现,改变了传统隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)的作业方式。以高压水射流在滚刀两侧岩体切槽的破岩模式为研究对象,开展常截面滚刀压头贯入不同预切槽深度白砂岩板状试样的试验和数值模拟计算分析,对破裂后图像进行DIC分析,研究发现:切槽的存在,阻断了刀具贯入裂纹的拓展,使能量能够更加集中于压头下方的局部岩石块体,有利于形成“八”字形贯通裂纹,促进岩石的破碎;随着槽深增加,压头下方岩石内部的应力状态和力学响应分区逐渐过渡改变。槽深较大时,压头下方的力学响应区域在原有裂纹扩展区、弹性区之间增加了破坏过渡区,该区域内微裂纹被压密,区域内岩石存在较大变形,但未出现明显破坏;切槽后,滚刀压头下方的岩体破坏机制由无切槽试样挤压剪切为主导的径向裂纹拓展,演变为由刀具和切槽共同控制作用—拉伸剪切为主导的主裂纹扩展。 展开更多
关键词 TBM 贯入试验 切槽深度 联合破岩 破岩机制
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切缝药包破岩机理及现场应用 被引量:11
6
作者 张玉明 员永峰 张奇 《爆破器材》 EI CAS 北大核心 2001年第5期5-8,共4页
文章在实验测试结果的基础上 ,论述了切缝药包破岩机理 ,运用弹塑性理论分析了其在定向断裂中的力学作用 ,对切缝药包在岩巷的推广应用情况作了简要的介绍 。
关键词 切缝药包 破岩机理 定向断裂爆破 定向控制爆破 爆破力学 岩巷施工
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水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究 被引量:9
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作者 孙清德 汪志明 +1 位作者 王超 朱杰然 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期7-10,共4页
为提高钻井速度,掌握水力机械联合破岩规律,开展了水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究。利用水力机械联合破岩实验装置,模拟井底实际钻进工况,得出了不同破岩方式、射流相对于齿的位置、射流与齿间距和围压4个参数对联合破岩效果... 为提高钻井速度,掌握水力机械联合破岩规律,开展了水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究。利用水力机械联合破岩实验装置,模拟井底实际钻进工况,得出了不同破岩方式、射流相对于齿的位置、射流与齿间距和围压4个参数对联合破岩效果的影响规律。研究结果表明:水力机械联合破岩工作方式要优于单射流或单钻齿工作方式;射流在齿后喷射的破岩效果要优于射流在齿前喷射的破岩效果;其它参数一定的情况下,随着围压的增大,联合破岩效果降低,但降低的幅度逐渐变小;增加射流压力,也将增大水力机械联合破岩效果;当射流与齿间距大于3 mm时,随着射流与齿间距的增大,联合破岩效果越差。 展开更多
关键词 联合破岩 实验 配合参数 射流 机械
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液态二氧化碳相变爆破技术的研究现状与展望 被引量:6
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作者 程小兵 张仲一 +1 位作者 何申中 朱立学 《煤矿爆破》 2022年第3期10-15,共6页
二氧化碳爆破是一种污染小、振动小、效率高的物理破岩技术,在人员及建筑物密集的施工环境下填补了炸药爆破应用受限的空缺,应用于煤体增透、岩石破碎、矿山开采及管道疏通等方面。通过对现有研究成果的调研分析,在二氧化碳爆破理论研... 二氧化碳爆破是一种污染小、振动小、效率高的物理破岩技术,在人员及建筑物密集的施工环境下填补了炸药爆破应用受限的空缺,应用于煤体增透、岩石破碎、矿山开采及管道疏通等方面。通过对现有研究成果的调研分析,在二氧化碳爆破理论研究、设备研发、工程应用及数值分析方面阐述了学者们的一些研究进展,总结了二氧化碳爆破的能量分析方法,探讨了二氧化碳相变爆破技术当前存在的问题,展望了该技术未来的研究方向,以期为未来二氧化碳相变爆破技术的研究提供参考。 展开更多
关键词 二氧化碳爆破技术 相变 岩石破碎 破岩机理
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高压水射流破岩比能演化机理研究 被引量:6
9
作者 倪红坚 王瑞和 +1 位作者 韩来聚 付显威 《石油钻探技术》 CAS 2004年第1期14-16,共3页
采用非线性动力有限元和岩石动态损伤模型,在对高压水射流破岩过程模拟分析的基础上,进行了射流破岩比能演化机理的研究。研究结果表明,在脉冲射流载荷的衰减阶段,由于岩石卸载的阻力较小,卸载过程中所释放的能量利用较为充分,使得脉冲... 采用非线性动力有限元和岩石动态损伤模型,在对高压水射流破岩过程模拟分析的基础上,进行了射流破岩比能演化机理的研究。研究结果表明,在脉冲射流载荷的衰减阶段,由于岩石卸载的阻力较小,卸载过程中所释放的能量利用较为充分,使得脉冲射流的破岩比能明显小于连续射流;因为旋转射流的每一质点均具有三维速度,易于在岩石表面形成拉伸和剪切破坏。且回流的干扰较少,提高了射流的能量利用率,使得破岩比能也明显低于连续射流,且随着切向速度与轴向速度比值的增大,旋转射流破岩比能逐渐减小。 展开更多
关键词 高压水射流破岩比能 水射流破岩机理 脉冲射流载荷 阻力 能量利用率 损伤敏感系数
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基于预破碎的岩石切削试验及分析 被引量:6
10
作者 刘忠 侯辉辉 胡伟 《石油机械》 北大核心 2019年第12期38-43,57,共7页
针对混合布齿设计只能依靠工程经验的问题,采用试验与数值模拟相结合的方法研究了锥形齿与PDC齿同轨布齿时,不同锥形齿预破碎深度下PDC齿破岩力和破岩效率的变化规律,并比较了组合切削方式下切削岩石与单个PDC齿切削岩石时的破岩功耗,... 针对混合布齿设计只能依靠工程经验的问题,采用试验与数值模拟相结合的方法研究了锥形齿与PDC齿同轨布齿时,不同锥形齿预破碎深度下PDC齿破岩力和破岩效率的变化规律,并比较了组合切削方式下切削岩石与单个PDC齿切削岩石时的破岩功耗,得到以下结论:锥形齿的预破碎可以有效降低后续PDC齿吃入和切削岩石的难度,减轻PDC齿受冲击的程度,从而延长PDC齿乃至整个钻头的使用寿命,提升钻头的整体性能;PDC齿切削锥形齿预破碎后的岩石时破岩效率有所提高,锥形齿的预破碎深度越深,提升效果越明显;锥形齿与PDC齿组合切削岩石比单个PDC齿切削岩石会增加少量的总能耗。研究结果可为混合布齿PDC钻头布齿设计提供参考。 展开更多
关键词 PDC钻头 混合布齿 预破碎 破岩机理 机械比功
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盾构机双滚刀在复合地层中破岩机理 被引量:4
11
作者 连继业 王绪湘 +2 位作者 朱海平 张刚 杨雪强 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第13期5340-5347,共8页
针对华南地区广泛存在的复合地层地质条件,着重研究了盾构机双滚刀在该地层中的破岩机理。研究了在复合地层中双滚刀的最优刀间距以及不同岩层之间夹角对破岩的影响。结果表明:随着刀间距从88 mm增大到112 mm,滚刀受到平均法向力和平均... 针对华南地区广泛存在的复合地层地质条件,着重研究了盾构机双滚刀在该地层中的破岩机理。研究了在复合地层中双滚刀的最优刀间距以及不同岩层之间夹角对破岩的影响。结果表明:随着刀间距从88 mm增大到112 mm,滚刀受到平均法向力和平均滚动力均呈现先增大后减小再稍微增大的趋势,平均法向力与平均滚动力的比值在10~15;并且比能值先迅速减小,然后缓缓增大,刀间距/贯入度在25附近时比能值达到最小。双滚刀所受到的平均法向力与平均滚动力随着岩层夹角从15°增大到90°,呈现先减小后迅速增大的趋势;在45°左右夹角时,滚刀受到的力减小到最小。研究结果对复合地层中盾构机的破岩掘进有一定的指导意义。 展开更多
关键词 最优刀间距 双滚刀 复合地层 岩层夹角 破岩机制 破岩效率
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复合冲击作用下PDC钻齿破岩过程连续-非连续数值模拟研究 被引量:3
12
作者 秦承帅 孙洪斌 +4 位作者 李利平 刘学港 刘知辉 冯春 孙子正 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期109-120,共12页
复合冲击钻进是兼具轴向和扭转2个维度冲击的新型破岩技术,针对岩石在聚晶金刚石复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻齿轴向-扭转2个方向冲击作用下破坏机制复杂、复合冲击破岩机理不清晰等问题,基于连续-非连续分析方法... 复合冲击钻进是兼具轴向和扭转2个维度冲击的新型破岩技术,针对岩石在聚晶金刚石复合片钻头(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻齿轴向-扭转2个方向冲击作用下破坏机制复杂、复合冲击破岩机理不清晰等问题,基于连续-非连续分析方法(Continuous Discontinuous Element Method,CDEM),建立基于共享节点的FEM-DEM岩石模型,再通过室内单轴压缩实验验证该计算模型的合理性。基于JavaScript二次开发,建立单钻齿复合冲击运动模型,并模拟PDC单钻齿在正弦函数下的复合冲击破岩过程。通过对岩屑、径向剪切裂纹、侧向裂纹和侧向主裂纹等形成过程的分析,揭示岩石在复合冲击作用下的破坏规律。在此基础上,建立单钻齿复合冲击切削力学模型,开发适用于分析复合冲击破岩钻进的连续-非连续数值算法,分析不同切削深度、前倾角度、轴向冲击速度、扭转冲击速度下的破岩效果,探讨不同钻齿参数下的切削力和破岩规律。结果表明:复合冲击作用下钻齿前方和下方岩石均发生大体积破碎,可实现“立体破岩”效果,进而减小钻头的粘滑效应。钻齿与岩层的接触面积、接触弧长、冲击能量的分配效果是影响复合冲击破岩效率的关键因素。岩层的破碎体积随着切入深度的增大而增大,但钻齿所受的切削力也会同步增大;冲击角度影响冲击能量在水平和垂直方向的分布效果,较小的前倾角度下钻齿破岩体积较大;提高轴向冲击速度和扭转冲击速度可提高岩层破碎体积,但钻齿所受的切削力也相对较大,不利于钻具寿命的延长。研究结果可对提高不同工况下的破岩效率、优化PDC钻齿设计参数、延长钻具使用寿命等提供借鉴意义。 展开更多
关键词 破岩 复合冲击钻进 PDC钻齿 破岩机理 连续-非连续分析方法 数值模拟
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底鼓对深部软岩变形的影响及控制对策 被引量:5
13
作者 谷平军 《华北科技学院学报》 2010年第2期23-25,共3页
深部巷道支护成为目前制约煤矿深部开采的重要因素之一,进行众多复杂的措施来多次维护深部巷道流变围岩虽已取得一定效果,但有效控制深部破碎、软弱、流变围岩大变形仍非常困难。通过分析导致变形、破坏、失稳的各种原因,提出对于破碎... 深部巷道支护成为目前制约煤矿深部开采的重要因素之一,进行众多复杂的措施来多次维护深部巷道流变围岩虽已取得一定效果,但有效控制深部破碎、软弱、流变围岩大变形仍非常困难。通过分析导致变形、破坏、失稳的各种原因,提出对于破碎难维护围岩,在加强帮顶控制的同时,应对底板采取加固处理。研究结果表明将顶、底、帮围岩作为整体进行治理,完全能够实现控制围岩大变形的目的。 展开更多
关键词 深部开采 巷道支护 破碎围岩 底鼓机理
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牙轮钻头喷嘴射流破岩机理研究 被引量:3
14
作者 熊继有 廖荣庆 +1 位作者 陈德颉 孙文涛 《西南石油学院学报》 CSCD 1996年第2期35-41,共7页
本文以喷嘴射流冲蚀岩石为依据,对牙轮钻头的破岩方式、喷嘴射流的水力破岩和水力辅助破岩机理以及破岩的基本作用和影响因素进行了分析研究。结果表明,在现有机泵条件下牙轮钻头喷嘴射流对泥岩、页岩和粗粒砂岩具有直接水力破岩作用... 本文以喷嘴射流冲蚀岩石为依据,对牙轮钻头的破岩方式、喷嘴射流的水力破岩和水力辅助破岩机理以及破岩的基本作用和影响因素进行了分析研究。结果表明,在现有机泵条件下牙轮钻头喷嘴射流对泥岩、页岩和粗粒砂岩具有直接水力破岩作用,对石灰岩、细粒砂岩有较好的水力辅助破岩作用。喷嘴射流冲击压力、射流的脉动特性。 展开更多
关键词 钻头喷嘴 水力射流 岩石破碎 破岩机理 喷射钻井
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新型自转式空气锤破岩机理研究 被引量:4
15
作者 熊继有 刘小军 +2 位作者 陈林 黄明 黄钟新 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2011年第2期4-7,112,共4页
空气锤在钻井过程中不旋转,使得井壁不光滑、井眼不规则;同时给分支井、水平井段钻井、完井作业带来困难。为此,设计了一种不需要转盘带动、具有自动旋转功能的空气锤,用于水平井气体钻井的井下加钻压工具,具有自动加压的推进动力,解决... 空气锤在钻井过程中不旋转,使得井壁不光滑、井眼不规则;同时给分支井、水平井段钻井、完井作业带来困难。为此,设计了一种不需要转盘带动、具有自动旋转功能的空气锤,用于水平井气体钻井的井下加钻压工具,具有自动加压的推进动力,解决了水平井钻头加压的难题。同时,对自转式空气锤的工作参数和结构进行了优化设计;实现了旋转功能。对岩石冲击、井底岩石破碎等方面进行了机理研究,为自转式空气锤在水平井、分支井段的应用提供了依据。 展开更多
关键词 空气锤 自转 空气钻井 设计 破岩机理
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锥形聚晶金刚石复合片齿破岩特征与机制研究
16
作者 熊超 黄中伟 +4 位作者 王立超 史怀忠 赫文豪 陈振良 李根生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2432-2444,共13页
锥形聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)齿是一种具有较强抗冲击性和耐磨性的新型PDC齿,在坚硬、强研磨性和软硬交错地层中取得了非常好的钻井提速效果。为了揭示锥形齿破碎硬岩机制,开展锥形齿破碎花岗岩试验与数... 锥形聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)齿是一种具有较强抗冲击性和耐磨性的新型PDC齿,在坚硬、强研磨性和软硬交错地层中取得了非常好的钻井提速效果。为了揭示锥形齿破碎硬岩机制,开展锥形齿破碎花岗岩试验与数值模拟研究,分析了切削深度和前倾角对锥形齿切削力和破岩比能的影响规律,采用高速摄像机和透明K9玻璃观测了锥形齿作用下岩屑形成过程及微裂纹萌生与扩展过程,通过数值模拟分析了破岩过程中岩石应力响应与损伤演化特性,结合对切削槽和大尺寸块体岩屑表面形貌及断口微观特征分析,建立了锥形齿破碎花岗岩机制模型。结果表明,锥形齿破碎花岗岩的过程可以分为挤压成核和块体崩裂两个阶段,前倾角对岩石破碎过程影响较小,切削深度的影响显著;锥形齿周围的裂纹主要由压实核、纵向裂纹和横向裂纹组成,纵向裂纹和横向裂纹扩展的最大深度分别为切削深度的6.69倍和4.53倍;齿尖周围压应力集中,岩石发生压剪破坏,压应力区外围形成弧形条带状拉应力区,并在齿尖及压应力区边界处诱导出拉伸微裂纹;微裂纹向齿前扩展形成弧形拉伸主裂纹,发生块体岩屑崩裂,提高破岩效率,向岩石内部扩展劣化岩石强度,形成底部损伤区,提高后续破岩效率。 展开更多
关键词 锥形PDC齿 花岗岩 破岩过程 破岩机制
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基于COMSOL的高压放电破碎岩石仿真研究 被引量:1
17
作者 马宁 金博 +2 位作者 周鹏 钱阳 薛启龙 《钻探工程》 2022年第6期62-70,共9页
常规旋挖钻机在钻进硬岩地层钻孔桩时存在进尺困难,钻头磨损大等问题。高压脉冲放电岩石破碎技术作为一种新型非机械式岩石破碎技术,在硬岩钻进领域具有广阔的应用前景。本文在分析高压脉冲放电破碎岩石机理的基础上,运用COMSOL Multiph... 常规旋挖钻机在钻进硬岩地层钻孔桩时存在进尺困难,钻头磨损大等问题。高压脉冲放电岩石破碎技术作为一种新型非机械式岩石破碎技术,在硬岩钻进领域具有广阔的应用前景。本文在分析高压脉冲放电破碎岩石机理的基础上,运用COMSOL Multiphusics软件,建立电-热-力多物理场耦合模型,开展花岗岩和砂岩在电压、电极间距、电解质等条件下的破碎规律仿真研究。结果表明,随着电压的增大,岩石产生的破碎区域呈线性增大;电极间距的增大导致岩石破碎区域减小;液体介质的电导率大小对放电结果的影响不大;选用多电极对放电可有效增加岩石的破碎面积。研究结果可为高压放电破碎岩石技术提供参考。 展开更多
关键词 高压放电 岩石破碎 硬岩钻进 旋挖钻进 等离子通道 破岩机理 COMSOL
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高效破岩前沿钻井技术综述 被引量:45
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作者 闫铁 杜婕妤 +2 位作者 李玮 毕雪亮 姚尚林 《石油矿场机械》 2012年第1期50-55,共6页
高效破岩技术是钻井工程中的基础技术,是提高破岩效率、减少钻进时间和降低钻井成本的重要因素之一。着重介绍当前一些主要的高效破岩钻井技术,如高压水射流破岩技术、旋冲钻井破岩技术、粒子冲击破岩技术、激光钻井破岩技术、电子束破... 高效破岩技术是钻井工程中的基础技术,是提高破岩效率、减少钻进时间和降低钻井成本的重要因素之一。着重介绍当前一些主要的高效破岩钻井技术,如高压水射流破岩技术、旋冲钻井破岩技术、粒子冲击破岩技术、激光钻井破岩技术、电子束破岩技术等,并综述了各种高效破岩技术的原理、特点和国内外发展趋势及当前应用情况等。分析结果表明:高压水射流破岩技术、旋冲钻井破岩技术等传统破岩技术在一定时间仍将是高效破岩钻井技术的主体,而激光钻井破岩技术、电子束破岩技术等新型高效破岩钻井技术处于探索阶段,但会逐渐成为钻井破岩技术的发展方向。 展开更多
关键词 高效破岩 破岩效率 钻井 方法 机理
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粒子破岩钻进技术研究进展及发展趋势 被引量:13
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作者 王瑞和 王方祥 +3 位作者 周卫东 徐依吉 王明波 仲冠宇 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期71-79,共9页
粒子破岩钻进技术在提高深井硬地层和强研磨性地层钻进速度和效益方面具有巨大的发展潜力。在对国内外的研究现状进行广泛调研的基础上,结合研究实际,对粒子破岩钻进的技术路线、粒子注入系统、回收系统以及适合于粒子冲击破岩的井下破... 粒子破岩钻进技术在提高深井硬地层和强研磨性地层钻进速度和效益方面具有巨大的发展潜力。在对国内外的研究现状进行广泛调研的基础上,结合研究实际,对粒子破岩钻进的技术路线、粒子注入系统、回收系统以及适合于粒子冲击破岩的井下破岩工具等方面的研究进展进行分析。结果表明:连续、稳定地将高硬度和高研磨性的粒子注入到高压钻井液中,并使其在钻井液中均匀分布,而且能有效回收是该技术的基础;个性化的PID钻头设计和水力参数优化设计是该技术研究的重点;提高系统使用寿命和工作稳定性是加快技术推广应用的突破口;粒子射流对岩石的冲击动载作用和应力波损伤软化作用机制以及射流-机械联合破岩机制研究是该技术研究的前沿。 展开更多
关键词 粒子破岩钻进技术 地面系统 井下破岩工具 破岩机制 使用寿命
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大齿快切PDC钻头提速研究与现场试验 被引量:10
20
作者 刘维 高德利 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期102-110,共9页
目前大于?19 mm的PDC切削齿(以下简称“超大齿”)已在国外获得较好的钻井提速效果,但在国内钻井工程中尚未应用,国内PDC钻头依然采用?13~19 mm常规尺寸的切削齿。为了明确超大齿的破岩效果、耐用性及应用前景,通过理论分析、室内实验、... 目前大于?19 mm的PDC切削齿(以下简称“超大齿”)已在国外获得较好的钻井提速效果,但在国内钻井工程中尚未应用,国内PDC钻头依然采用?13~19 mm常规尺寸的切削齿。为了明确超大齿的破岩效果、耐用性及应用前景,通过理论分析、室内实验、现场试用等方法,系统开展了超大齿(?22 mm)破岩效果及耐用性研究,并在中国石化胜利油田进行了一系列的现场应用试验。研究结果表明:(1)与?16 mm、?19 mm等常规尺寸的切削齿相比,?22 mm PDC切削齿出刃大、吃入深,有利于产生大体积破碎,具有较好的提速潜力;(2)与相同基材及相同制备工艺的?16 mm PDC切削齿相比,?22 mm切削齿的耐磨性稍差,但抗齿尖冲击韧性更好;(3)?22 mm PDC钻头在现场试用中取得了机械钻速快(43.12 m/h)、日进尺高(820 m)的优异提速效果,并展现出足够的耐用性;(4)?22 mm PDC切削齿能够满足可钻性较好地层的提速需求,例如?241.3 mm、?311.2 mm、?444.5 mm等大尺寸井眼,但尚不适用于深部复杂难钻地层。随着钻井深度增加,地层压实致密,钻遇复杂岩性地层增多,超大齿的破岩效果将随之降低,此时“大齿快切”就不如“小齿密刮”。结论认为,?22 mm等超大尺寸PDC切削齿在可钻性较好地层的钻井提速潜力较大,建议大力推广应用。 展开更多
关键词 PDC钻头 超大齿 大齿破岩 钻井提速 破岩机理 地层适配性 耐磨性 抗冲击韧性
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