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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
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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
2
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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复合冲击钻具的研制及现场试验 被引量:29
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作者 查春青 柳贡慧 +3 位作者 李军 李玉梅 席岩 连威 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期57-61,共5页
为了进一步提高硬地层的机械钻速,同时控制PDC钻头的黏滑振动,将扭力冲击器和旋冲钻具的特点相结合,研制了同时给PDC钻头提供高频单向轴向冲击和往复扭转冲击的复合冲击钻具。通过地面试验验证了复合冲击钻具的可行性并测试了其性能,结... 为了进一步提高硬地层的机械钻速,同时控制PDC钻头的黏滑振动,将扭力冲击器和旋冲钻具的特点相结合,研制了同时给PDC钻头提供高频单向轴向冲击和往复扭转冲击的复合冲击钻具。通过地面试验验证了复合冲击钻具的可行性并测试了其性能,结果表明,复合冲击钻具能实现轴向冲击和扭转冲击功能,冲击频率、冲击功和压降随排量增大而增大,随喷嘴直径增大而减小。在葡4-32井的现场试验结果表明:使用复合冲击钻具后,与邻井"螺杆+PDC钻头"复合钻井相比,机械钻速提高了60.2%;试验过程中,PDC钻头未出现黏滑振动和崩齿现象。研究结果表明,复合冲击钻具能提高硬地层机械钻速,并能控制PDC钻头的黏滑振动,起到保护PDC钻头的作用。 展开更多
关键词 复合冲击钻具 机械钻速 PDC钻头 扭力冲击器 旋冲钻具 葡4-32井
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基于三维复合冲击的延长气田钻井钻进参数自动控制技术 被引量:1
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作者 冯国良 刘哲 +1 位作者 贺泽阳 叶志强 《自动化技术与应用》 2023年第7期47-49,90,共4页
在钻井过程中受到多方面参数的影响,导致钻机钻速波动,为此提出三维复合冲击下延长气田钻井钻进参数自动控制技术。根据气田地层对钻压的敏感程度选择钻头,计算钻头的扭矩变化、轴承的磨损速度以及钻头磨损系数,利用PID控制算法,获得泥... 在钻井过程中受到多方面参数的影响,导致钻机钻速波动,为此提出三维复合冲击下延长气田钻井钻进参数自动控制技术。根据气田地层对钻压的敏感程度选择钻头,计算钻头的扭矩变化、轴承的磨损速度以及钻头磨损系数,利用PID控制算法,获得泥浆的消耗量参数、孔深参数、钻压参数、漏水状态参数、烧钻参数以及岩层的软硬变化参数所对应的电流和电压信号,得到标准的参数数据,自动调整钻速、遇到岩石层增大扭矩、降低钻压以及确认钻井的方向,实现自动控制技术。实验证明技术可有效降低钻速的大幅度波动,提升工作效率。 展开更多
关键词 三维复合冲击 PID控制算法 钻头磨损分析 烧钻参数控制
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复合冲击破岩钻井提速工具研究 被引量:2
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作者 邓银江 郭正伟 +1 位作者 魏秦文 王圣林 《重庆科技学院学报(自然科学版)》 CAS 2022年第2期111-116,共6页
基于水力学原理,设计一种新型复合冲击破岩钻井提速工具,该工具可以通过内部配流机构控制轴扭冲击行程关系,由扭转冲击间接控制轴向冲击进而实现轴扭复合冲击。对新型复合冲击破岩提速工具的工作性能进行了数值模拟分析,结果表明,工具... 基于水力学原理,设计一种新型复合冲击破岩钻井提速工具,该工具可以通过内部配流机构控制轴扭冲击行程关系,由扭转冲击间接控制轴向冲击进而实现轴扭复合冲击。对新型复合冲击破岩提速工具的工作性能进行了数值模拟分析,结果表明,工具内部流体最大流速、液压锤转速皆与入口流量呈线性关系,液压锤、液压锤座受到的最大应力皆与入口流量呈近似二次曲线关系,工具能够承受的最大入口流量为29.38 L s。 展开更多
关键词 复合冲击 轴扭冲击匹配 钻井提速 数值模拟
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