鉆壓
- 水平井PDC鉆頭黏滑振動規律試驗研究
驗臺架，并研究了鉆壓、轉速、巖石特性對鉆柱黏滑振動的影響，試驗臺架雖然滿足了試驗裝置尺寸與實際鉆柱尺寸的相似原則，但鉆桿的彈性模量和泊松比較小，軸向或扭轉剛度過小而無法開展破巖試驗。且鉆柱與井壁的接觸也未被充分考慮，齒巖互作用被考慮的較少，而鉆頭和巖石互作用是下部的邊界條件，對黏滑振動影響較大，是產生黏滑振動的重要因素。因此選擇適當的鉆柱材料和幾何尺寸、井筒直徑、軸向壓力等參數，使試驗過程中鉆柱系統的振動規律和破巖機理與真實鉆井過程物理相似，以及設計真實的
石油機械 2023年9期2023-09-14
- 基于ABAQUS牙輪鉆頭輪體速比計算機仿真研究*
速，平均傳動比隨鉆壓的變化關系，為鉆這兩種巖石層的鉆頭的改進和設計提供了重要的試驗數據。張強、張曉東等[10]采用正交實驗法，研究不同結構齒圈組成的實驗牙輪對輪體速比的影響，結果表明不同的齒圈位置、齒數齒形對牙輪鉆頭的輪體速比都有影響，其中不同的齒圈組合對輪體速比影響最大，隨著內排齒向外排齒靠近，傳動比下降。每圈齒數對傳動比也有顯著影響，其中外齒圈齒數比內齒圈齒數影響大。張強等[11]通過用兩種不同結構的鉆頭研究在不同鉆壓和轉速情況下對傳動比的影響，分析得
機電工程技術 2023年1期2023-02-24
- 雙層套管開窗工藝在某井中首次成功應用
死點和下死點，在鉆壓和鉆柱等技術參數選擇上很重要，要打破內軟外硬的套管障礙是很難的技術操作；(4)在作業中如何將產生的鐵屑及時并盡可能多地返出也是作業中的難點；(5)在開窗作業中選擇什么樣的操作能開出足夠長足夠平滑的窗口來保證后續作業的進行也是重中之重。2.2 雙層套管組合分析如表1所示，最外層隔水導管壁厚和硬度遠遠大于技術套管壁厚和強度，稱之為“內軟外硬”型復合套管，從而增加了開窗難度。采用普通三段式銑錐開窗，當內層套管開出去后，頭錐就會處在兩層套管之間
化工管理 2022年15期2022-11-15
- 胡底煤業松軟破碎煤層長鉆孔施工工藝研究與應用
鉆進工藝參數包括鉆壓、轉速和供風參數，三者在鉆進過程中相互影響，共同決定著成孔效果。具體空氣鉆進參數分析如下：（1）鉆壓。鉆壓即為軸向壓力，鉆壓是在鉆進過程中孔底破碎煤巖的必要條件，其會直接影響鉆孔的鉆進速度。具體鉆速與鉆壓的關系曲線如圖2。圖2 鉆速與鉆壓的關系曲線從圖2 中能夠看出，以鉆壓為劃分標準，可將鉆速與鉆壓的關系曲線劃分為三個區域，分別為表面破碎區（I 區）、疲勞破碎區（Ⅱ區）和體積破碎區（Ⅲ區）。其中Ⅰ區內鉆壓小，此時鉆速低，鉆孔主要通過表面
山東煤炭科技 2022年9期2022-10-13
- 塑性地層寬刃齒破巖機理研究與提速應用*
破地層巖石的門限鉆壓，形成有效吃入深度。寬刃齒[6]在常規平齒的基礎上，垂直金剛石層形成了一部分直刃口，該齒單位切削長度上鉆壓較高，吃入相同深度形成的破碎坑的體積較大，提高巖石破碎效率。塑性泥巖地層破碎的難點在于復合片接觸應力要高于巖石臨界破碎壓力，巖石才能發生第一次破碎。然而塑性泥巖的臨界破碎壓力較高，塑性泥巖的臨界破碎壓力又與比鉆壓有關，所以需要分析常規平齒和寬刃齒的比鉆壓大小來揭示寬刃齒在塑性地層提速的基本原理。1 理論模型及對比分析在切削齒逐步吃入
石油機械 2022年8期2022-09-14
- 井下鉆柱粘滑振動的識別及控制
的扭轉剛度并優化鉆壓、轉速等參數，有利于抑制鉆柱粘滑振動；然而關于PDC 鉆頭攻擊性對粘滑振動的影響，目前仍然存在較大的爭議。為了分析PDC 鉆頭切削結構的攻擊性對粘滑振動的影響，哈里伯頓公司利用研發的智能PDC鉆頭采集了現場實鉆的鉆頭振動數據并進行深入分析，為揭示鉆柱粘滑振動成因、類型及控制方法提供了有意義的參考。1 鉆柱粘滑振動識別智能PDC 鉆頭是實現利用鉆頭直接獲取井下工程信息的鉆頭技術，如圖1所示，為哈里伯頓公司研制的智能PDC鉆頭示意圖。在鉆頭
西部探礦工程 2022年12期2022-02-09
- 高溫高壓條件下PDC鉆頭破碎花崗巖試驗研究*
MPa圍壓下，鉆壓和轉速對PDC鉆頭破巖效果的影響規律，分析發現，當溫度和轉速不變時，破巖效率隨著鉆壓上升而明顯上升；當鉆壓和溫度不變時，破巖效率隨著轉速提升而顯著提升，此外還得出200 ℃高溫高壓環境下PDC鉆頭的磨損規律。XIONG C.等[7]將Stinger PDC齒與傳統PDC齒進行了單齒切削測試對比，并分析了切削力、切削尺寸、表面形貌和斷裂表面的微觀形態，發現Stinger PDC齒的平均切削力比傳統PDC齒小46.14%，破巖能耗比傳統PD
石油機械 2021年12期2021-12-13
- 基于應力分析的鉆具設計方法優化
：Pmax為最大鉆壓，N；α為井斜角，(°)；Kf為浮力系數；qc為鉆鋌的線重，N/m；NP為中性界面設計系數。鉆鋌上面鉆桿(自下而上依次確定)的每一段的使用長度計算公式為(4)式(4)中：i=1,2,…,n；Pai為第i段鉆桿的最大允許靜拉載荷，N；qpi為第i段鉆桿在空氣中的線重，N/m；Lpi為第i段鉆桿的長度，m。2 應力分析模型現有的設計和校核方法未考慮振動對鉆具安全性的影響。前人研究發現渦動對鉆具安全性影響較大。因此在靜態校核的基礎上，考慮鉆具
科學技術與工程 2021年30期2021-11-22
- PDC 切削齒切削深度對PDC 鉆頭黏滑振動影響動態實驗
由轉速控制系統、鉆壓控制系統、傳感器及數據采集系統組成［20］，見圖1。圖 1 XY-2B 型鉆機Fig. 1 XY-2B rig實驗鉆頭為胎體式PDC 鉆頭，直徑114.3 mm，內錐角75°，冠頂旋轉半徑44 mm，冠頂圓半徑與外錐高度都為32.2 mm。PDC 切削齒直徑13.44 mm，后傾角10°，側轉角0°(圖2)。圖 2 實驗用PDC 鉆頭Fig. 2 Experimental PDC bit1.2 實驗方法實驗用XY-2B 鉆機通過轉速控制
石油鉆采工藝 2021年6期2021-06-06
- 反井鉆機ZX315鎬型鑲齒滾刀有效鉆壓分析
鉆機能力，較低的鉆壓會造成鉆進效率極低、破巖滾刀非正常損耗等問題。由于反井鉆機施工工藝的特殊性，鑲齒滾刀磨損后需要下井更換，此時井筒未做任何支護措施，易發生安全事故。因此研究反井鉆機能夠有效破巖的最低鉆壓(即有效鉆壓)，在某些特殊的反井工程中，對指導鉆機選型和鉆進參數的選取有重要意義。反井鉆機的鉆進參數可通過研究鑲齒滾刀的鉆進參數取得，因此需要得到鑲齒滾刀對應不同地層的最優鉆壓以及鉆壓與滾動力之間的關系。滾刀破巖過程是壓入和沖擊作用的復雜過程[2]。在巖石
科學技術與工程 2021年11期2021-05-29
- 摩阻扭矩裝置鉆柱穩定性分析及可視化應用*
斜段來提供更大的鉆壓，水平段則多用鉆桿來傳遞鉆壓[4]。先進的定向井技術中通常采用柔性鉆柱進行作業，因此水平井段的細長鉆桿將會受到很大的鉆壓作用，鉆柱是否穩定直接決定了定向井鉆井的成敗[5]。實際鉆井中如果不能很好地調整鉆井參數保證鉆柱穩定，將會使鉆柱系統與井壁間摩阻扭矩過大，而不穩定的鉆柱系統會產生嚴重的屈曲行為，劇烈接觸下的鉆柱屈曲甚至會導致鉆柱“鎖死”，加重鉆柱在劇烈震動下的磨損，在這種疲勞累積工況下極易發生鉆具失效，造成卡鉆等鉆井事故[6]。因此，
石油機械 2021年3期2021-03-22
- 哈法亞油田粘滑現象的研究
轉速;鉆具剛性;鉆壓;轉速;隨鉆監測1 前言石油鉆井過程中，正常旋轉鉆進時鉆具保持恒定轉速，隨著井底摩阻的增加，鉆具底部會“粘附”在井底。這種“粘附”會一直持續到鉆具扭矩超過鉆具的靜態扭矩，此時鉆具會突然松開并且快速旋轉，鉆具此時的瞬時旋轉速度遠遠高于鉆具正常旋轉速度（比正常旋轉速度高2-5 倍），這就是所謂的粘滑振動[1]。隨著底部鉆具的突然釋放，底部的MWD和LWD儀器在如此激烈的震動中極易損壞，同時對于PDC鉆頭也有極大的傷害，極有可能損壞切削齒并且
石油研究 2020年5期2020-07-23
- PDC鉆頭渦動和粘滑震動現場識別方法及消除措施
機械比能；W 為鉆壓,kN；SA為井筒面積，mm2;N 為鉆頭鉆速，r/min；Tb為扭矩，kN·m；R 為機械鉆速，m/h。當鉆頭處于100%有效鉆進時，機械比能等于巖石抗壓強度（CCS）。若巖石抗壓強度已知，可以計算出能量效率（E），PDC 鉆頭通常最大能量效率在35%左右。調整后PDC鉆頭的機械比能在實驗室內對頁巖進行試鉆測試實驗，一定的鉆壓范圍內，保持轉速為恒定值，隨著鉆壓的持續增加，扭矩和機械鉆速保持線性關系上升，計算出來的Seadj保持恒定。在
石油工業技術監督 2020年11期2020-04-15
- 基于機械比能與滑動摩擦系數的PDC鉆頭破巖效率試驗
速,m/h;W為鉆壓(WOB),kN;DB為鉆頭直徑,mm;T為鉆頭扭矩,kN·m。鉆頭扭矩T是一個非常重要的參數,在實驗室或現場使用隨鉆測量裝置很容易獲得鉆進過程中的破巖扭矩,但是多數情況下現場數據是以指重表鉆壓、轉盤轉速、機械鉆速等形式呈現。國內外諸多學者對牙輪鉆頭、微型鉆頭進行了理論與試驗研究,得到了鉆壓與扭矩之間的線性函數關系[3,5,10-15];Pessier[3]引入特定的鉆頭滑動摩擦系數表征破巖扭矩與鉆壓之間的函數關系,即(2)式中,T為破
中國石油大學學報（自然科學版） 2019年5期2019-11-02
- 井下工程參數隨鉆測量短節的優化設計
；井下工程參數；鉆壓；扭矩在石油開發領域，隨著勘探開發油藏深度的增加，地層環境復雜程度及井下工況的惡劣情況日漸突出[1]。國內各大油氣生產區塊，每年都會發生卡鉆、牙輪掉落、鉆具斷裂等事故，導致隨鉆測量儀器串落井，如若打撈無果，會造成重大經濟損失。為降低深井、定向井、水平井、高溫高壓井等復雜井型在鉆井過程中的事故發生率，及時準確的獲知鉆進過程中隨鉆測量儀器串的鉆壓、扭矩等工程參數就具有重大的現實指導意義。1 井下工程參數隨鉆測量短節由勝利石油工程有限公司自主
中國化工貿易·下旬刊 2019年5期2019-10-21
- 油管鉆磨復合橋塞工藝分析
以及泵壓、排量、鉆壓等施工參數的優化設置就顯得尤為重要。關鍵詞：復合橋塞;油管傳輸;螺桿鉆;排量;鉆壓1 技術背景水平井泵送復合橋塞封隔分段多簇壓裂技術是致密油氣藏的主要開發方式[1-2]，國際上，在頁巖油氣資源的大開發中扮演了重要角色，而在國內，尤其是處于三低油氣區塊的長慶油田，近年來也引進了該技術，并已經在致密油氣開發中得到了廣泛應用[3-4]。所以，研究如何能夠在現有技術條件下提高復合橋塞的鉆磨效率，是很有必要的[5]。2 泵送復合橋塞壓裂工藝優點①
中國化工貿易·下旬刊 2019年10期2019-10-21
- 基于神經網絡方法的井下機械鉆速研究
，即鉆速與轉速和鉆壓的指數函數成正比，在不同地層采用不同的轉速指數和鉆壓指數[3]；1974年Bourgoyne A和Young F S運用多元回歸分析法，根據鉆壓、轉速、井底壓差、巖石特性、井深和水力參數等主要因素對鉆速的綜合影響，建立多元鉆速回歸方程[4]；20世紀80年代，遼河油田等單位在研究外國鉆井模式的基礎上，與石油勘探開發研究院開展試驗研究工作，建立四元鉆速模式；1989年以來，大慶油田和大慶石油學院共同研究試驗，通過大量現場試驗，應用模糊決策
中國錳業 2019年4期2019-09-04
- 領擴眼鉆具間鉆鋌數量對隨鉆擴眼鉆進特性的影響研究
頭與擴眼器之間的鉆壓分配能夠顯著影響擴眼器的穩定性。Bailey等[10]指出合理的BHA結構能夠有效降低橫振，提高鉆井速度。張強等[11]對不同隨鉆擴眼鉆具組合進行了數值模擬，發現增加承壓鉆桿長度可減小下部鉆具的振動。Vila等[12]發現，隨鉆擴眼鉆遇軟硬夾層時容易引發井下鉆具的劇烈振動，通過調整鉆井參數可減小有害振動。劉剛等[13]提出了一種鉆頭鉆進不同介質時的振動信號特征識別方法，為巖性在線識別提供技術支撐。Zhu等[14]和任福深等[15]通過數
振動與沖擊 2019年15期2019-08-19
- 鉆壓波動特性模擬實驗研究
學院）溫 欣等.鉆壓波動特性模擬實驗研究.鉆采工藝，2019，42（5）：20-23鉆壓是鉆井過程中的重要參數，也是影響機械鉆速的決定性因素之一。鉆進時，由于本身機械結構的影響，鉆頭在與巖石相互作用的過程中可導致縱向振動，底部鉆具組合BHA在旋轉時也會產生三維耦合振動。因此，實際井底鉆壓并不是恒定值，而是一個動態波動的過程。合理的鉆壓波動有利于鉆頭破碎巖石，但是鉆壓波動過大，不僅不利于巖石破碎，甚至會引起鉆頭牙齒以及鉆頭軸承的沖擊破壞。近年來，鉆壓波動的問
鉆采工藝 2019年5期2019-06-12
- 大斜度井旋轉鉆柱橫向振動規律比例實驗研究
分析了不同轉速和鉆壓下鉆柱的橫向振動特性，以期能對鉆井實際提供借鑒與指導。1 實驗裝置及方案大斜度井鉆柱動力學模擬試驗裝置根據相似原理[17]按照幾何比1∶10的比例建造，如圖1所示。模擬鉆柱選用ABS工程塑料加工制造，密度為ρm=1.05 g/cm3，彈性模量為Em=2.3 GPa，總長為11 m。分段螺紋連接，中空。為了方便觀察，模擬井筒材質采用分段可拆卸的透明有機玻璃進行加工，內徑為Φ30 mm。實驗過程中，通過電機調節轉速n，通過加壓手輪調節鉆壓W
振動與沖擊 2019年9期2019-05-27
- 連續管套管內開窗軌跡及窗口形狀預測
彎曲法，求解一定鉆壓作用下銑鞋所受的正壓力(即側向力，簡支梁模型對應的支反力)，進而判斷銑鞋側向能否有效切削鉆進，并根據合理假定的力學鉆進方向，確定銑鞋每一移動增量下的力學位置。2.1.1 銑鞋與井壁的接觸力開窗組合銑鞋工具(LM+RM)受力分析如圖1所示。pB為LM 上的鉆壓，沿軸線方向，N；F0為LM的側向力，與鉆壓方向垂直，N；F1為RM 的支反力，與其軸線方向垂直，N；F2為管柱與井壁上切點的支反力，N；L1為LM 與RM 之間的距離，m；L2為上
石油鉆采工藝 2019年6期2019-03-09
- 靜態推靠式旋轉導向鉆井系統的鉆壓傳遞效率
鉆進時，井底實際鉆壓往往小于釋放大鉤懸重獲得的名義鉆壓，原因在于該系統的井下執行機構是一個特制的非旋轉滑套，導向鉆進時非旋轉滑套上的3個導向翼肋必須全部支撐到井壁上才能給鉆頭施加導向力，但是非旋轉滑套幾乎不旋轉，釋放大鉤懸重獲得的名義鉆壓必須克服導向翼肋與井壁之間的摩擦力才能傳遞給鉆頭。此外，鉆進軟硬交錯地層時井徑往往不規則，井壁上有小臺階，該情況下傳遞到井底的實際鉆壓會更小，導向翼肋前倒角面與井壁臺階還有可能發生“自鎖”現象[11]。由于目前缺少配套的力
天然氣工業 2018年11期2018-12-03
- 大位移井井下鉆柱耦合動力學分析研究
際作業工況，考慮鉆壓、轉速等因素對耦合振動的影響。針對大位移井鉆柱非線性耦合振動形式，傳統的線性微元法很難對其求解[3]，可采用有限元方法求解動力學表達式。本文主要采用有限元方法對大位移井鉆進過程中鉆柱的耦合力學模型，并結合矩陣變換進行求解，考慮了波動鉆壓、轉速等因素對耦合振動的影響進行分析，并根據興古7-H173現場采用鉆具組合進行試驗，現場試驗證實了井下鉆具耦合振動的規律。一、大位移井井下鉆柱動力學模型為了研究大位移井鉆進情況下鉆柱耦合力學模型，建立非
鉆采工藝 2018年5期2018-11-01
- 修正機械比能模型的研究
；W為鉆頭施加的鉆壓，kN；Ab為鉆頭面積，mm2；Rop為鉆速，m/h。由于在不同的區塊，地質條件不盡相同，地層的物性也不同，甚至于同一區塊的不同層系也存在差異，為避免求取基值線時主觀因素的影響，使其在現場具有較好的實時性和實用性，筆者提出了修正的機械比能模型，即：式中，E為機械比能，MPa；Db為鉆頭直徑，mm；P為錄井監測鉆壓值，kN；αk為井底井斜角，（o）；μwell為井壁的摩擦系數，無因此量；q為鉆具每轉排量，L/r；Δpp為鉆具進出口的壓力降
石油化工高等學校學報 2018年5期2018-10-25
- 水平井鉆井過程中井底鉆壓預測及應用
，不容易施加井底鉆壓，使得地面鉆壓與井底鉆壓差別較大。然而，井底鉆壓是影響鉆頭性能的主要因素，因此研究水平井鉆井的井底鉆壓非常有必要。國內已有學者對井底鉆壓進行了相關研究。蘇義腦［1］導出了造斜、穩斜等不同井段井底鉆壓的計算公式。杜仕強在文獻［2］中提及鉆壓，但沒有給出具體的計算。岳欽鵬［3］在“關于對定向井井底鉆壓分析的研究”一文中也只是給出了鉆壓的計算公式。邵冬冬等［4］利用實驗裝置進行了水平井井底鉆壓波動實驗，認為水平井井底鉆壓呈正弦波動，井底的實際
石油鉆采工藝 2018年1期2018-04-19
- 鉆頭鉆削橋塞過程受力分析與試驗研究
采用更大的排量和鉆壓進行橋塞的鉆削。由于排量和鉆壓過大會導致鉆屑過大，引起返排困難，因此鉆削橋塞中對于控制鉆壓與排量的要求更為苛刻[11-12]。在實際鉆削橋塞過程中，由于鉆壓控制存在不確定性，選取的鉆壓通常為2～20 kN，排量則主要根據螺桿鉆具的使用范圍要求進行選取。在鉆削不同深度橋塞的過程中，由于不能合理匹配鉆壓和排量，一方面導致鉆削效率低下；另一方面會導致鉆削碎屑過大，攜砂液不能及時將其攜至地面，導致卡鉆和鉆削做無用功。而且上述研究中，通過改進鉆削
石油鉆探技術 2018年1期2018-04-16
- 深部含礫地層液動旋沖工具鉆進技術探索
頭使用中強調“低鉆壓-高轉速”，這種做法僅適用于軟到中軟地層。在礫巖地層，“低鉆壓-高轉速”對鉆頭造成的損壞比“高鉆壓-低轉速”更嚴重，鉆頭能量不能充分發揮，破巖效率低。2 提速關鍵技術2.1 鉆具組合優選根據液動旋沖工具現場施工參數，利用Landmark軟件，對各種鉆具組合的造斜率進行計算，得到不同鉆具組合與造斜率的關系曲線，如圖1。圖1 鉆具組合與造斜率的關系由圖1可知，隨著鉆壓的增加，液動旋沖工具配合雙鐘擺、光鉆鋌和塔式鉆具組合后，造斜率曲線呈上升趨
石油礦場機械 2018年2期2018-03-29
- 復合沖擊條件下PDC鉆頭破巖效率試驗研究
device在鉆壓為10 kN、鉆桿轉速為128 r/min工況下，測量旋扭復合沖擊發生裝置采用彈簧Ⅱ鉆進粉砂巖時的沖擊載荷，得到縱向沖擊力和周向沖擊扭矩隨時間的變化關系，如圖3所示。圖3 旋扭復合沖擊發生裝置的沖擊載荷Fig.3 Impact load of composite impact device從圖3可以看出，旋扭復合沖擊發生裝置可以產生周期性的縱向沖擊力及沖擊扭矩，沖擊力峰值約為6 kN，沖擊扭矩峰值約為60 N·m，沖擊次數為轉速與齒數的
石油鉆探技術 2017年6期2018-01-15
- 應用于螺桿鉆具的軸向振動沖擊裝置研制
動沖擊部分鉆柱在鉆壓和自重作用下，由螺桿輸出軸與沖擊傳動軸在接觸面上產生沖擊，兩軸端面間距為沖程（比凸輪齒高度小4 mm）。以3 000 m中深井應用為基本條件，采用彈性桿模擬鉆柱的方法，分析了裝置沖擊功和蓄能扭矩與鉆壓及沖程的關系，給出了沖程和鉆壓的取值范圍，據此試制的樣機，在沖擊性能測試中，沖擊力峰值達到鉆壓的2.2倍，在鉆壓20 kN，泵排量30 L/s條件下，裝置壽命達到80 h。軸向沖擊裝置的研制達到了設計要求，初步具備工程應用的條件。沖擊器；旋
石油鉆采工藝 2017年2期2017-06-05
- 鉆頭鉆進不同介質時的振動信號特征識別研究
驗，采集到在不同鉆壓下鉆頭鉆進砂巖、頁巖、水泥環和套管時的聲振信號，基于數字信號的時頻處理，提取了信號時域和頻域的50個特征值，應用PCA降維特征矩陣獲取特征向量，建立不同鉆進情況的鉆頭信號“指紋”特征，最后通過BP神經網絡對“指紋”信息進行聚類后識別巖性和鉆壓。結果表明，該方法可以完成對鉆頭信號的特征識別，進而區分鉆進地層和井眼材料(套管和水泥環)，為井眼防碰作業中巖性在線識別提供技術支撐。振動信號； 鉆進巖性； 特征識別； PCA降維； 神經網絡我國正
振動與沖擊 2017年8期2017-04-20
- 基于ADAMS的機械式內割刀切割失效影響研究
的角度出發，研究鉆壓和轉速對割刀振動的影響。求出最優的鉆壓和轉速，給切割提供理論依據、提高切割效率、降低刀具的磨損并減小刀具折斷的可能。1 多體動力學理論以機械式內割刀為例，從多體動力學的角度對割刀切割時的運動參數進行分析。約束多體系統動力學方程[13]的完整形式如下所示：(1)Φ(q,t)=0(2)(3)(4)上述多體動力學方程給出了模型的位置、速度、加速度向量、時間、質量矩陣、約束方程和外力等各種多體動力學參數之間的函數相關量。針對具體的機械式內割刀模
中國安全生產科學技術 2017年10期2017-04-16
- 光鉆鋌鉆具組合降斜在深層井中的應用
用輕壓吊打，犧牲鉆壓和鉆速的方法實現控制井斜，但是該方法導致鉆井周期長，成本高，且控斜手段單一，嚴重阻礙了勘探開發步伐，要想實現防斜打快，必須改變工藝方法和應用手段。近幾年針對深井井斜，應用光鉆鋌鉆具組合進行鉆井試驗，應用14口井，平均降斜率為2.96°/100m，鉆速提高29%、鉆井周期縮短3天，降斜效果顯著。實踐證明，光鉆鋌鉆具組合能夠對井身質量進行控制，使鉆井效率進一步提高，解決了防斜打快的矛盾，對縮短鉆井周期，降低鉆井成本，提供了強有力的技術支撐。
化工管理 2017年24期2017-03-06
- 基于地層與巖性特征分析的鉆頭選型輪廓化概念設計
易發生傾斜，導致鉆壓的作用不能充分發揮。地層復雜且起伏較大，地層的孔隙壓力使鉆井結構設計變得復雜等，因此，鉆頭選型有較高的不確定性及盲目性，較難達到鉆井的預期的速度。1.2 陸相地層厚度大由于該地層的研磨性較高、可鉆性較低，在破石的過程中較難讓鉆頭將巖石擊碎，可鉆性級值較高，平均全剖面為6.353。地層深處的巖石為碳酸鹽，平均全層面級值為7.45。鉆井的深度增加后，巖石更加堅硬，該地區地層的可鉆性級值逐漸升高。因此，鉆頭的工作效率較難達到預期效果。此外，陸
化工設計通訊 2017年8期2017-03-03
- PDC鉆頭在鉆井施工中的應用研究
整個鉆井施工中的鉆壓較小，能有效地避免井斜的情況出現，尤其是能將鉆機事故出現的幾率降到最低，同時還能促進鉆井使用壽命的提升。二是PDC鉆頭采用的是人造金剛石材料制作而成，不僅具有較高的抗研磨性，而且具有較高的抗沖擊性能。同時其自身的熱穩定性較強，極限時高達1 150℃，其破巖機理主要在于其具有較高的剪切作用。三是合理的應用PDC鉆頭，能更好地促進鉆井成本的降低。某油田企業在鉆井施工中，采用的鉆頭為某品牌的PDC鉆頭，其噴嘴的直徑為10×10×10×10×1
化工設計通訊 2017年9期2017-03-02
- 復合橋塞鉆削過程力學分析
導了鉆塞過程中的鉆壓和進給力、鉆頭轉矩和切削力的關系式?？紤]連續油管和螺桿鉆具特性，優選了鉆塞過程中鉆壓和排量的取值范圍。經現場鉆塞數據分析與計算表明，不同材料橋塞段的實際鉆速與計算鉆速相對誤差均在11%以內，為優選鉆塞工藝參數提供了可靠的計算方法。復合橋塞；鉆削；鉆壓；轉矩；鉆速方程隨著國內外非常規油氣藏的大規模開發，水平井可鉆式橋塞分段壓裂技術已成為非常規油氣藏開發的主體技術[1-3]。由于其裂縫起裂位置明確、壓裂改造針對性強、壓后能實現井筒全通徑等優
石油礦場機械 2016年10期2016-11-12
- 某油田鉆鋌斷裂原因綜合分析及建議
析計算，結果表明鉆壓顯著超過鉆鋌彎曲臨界鉆壓是該油田鉆鋌疲勞斷裂的原因，并提出改進鉆井工藝、降低鉆壓(例如使用PDC鉆頭)是減少鉆鋌疲勞斷裂的好措施。鉆鋌；疲勞；鉆壓0 引 言某油田鉆具失效相當頻繁，嚴重制約了正?？碧介_發。為解決鉆具失效問題，雖然已多次采取措施，取得了一定效果，但沒有取得突破性進展。該油田在內蒙古發現了大型氣田，根據該氣田的特點，決定采用小井眼對該氣田進行勘探開發，鉆具斷裂問題是迫切需要解決的問題。石油管工程技術研究院已做過多起某油田鉆具
石油管材與儀器 2016年4期2016-09-18
- 適合215mm直井井眼最優防斜鉆具組合的討論
mm直井井眼的大鉆壓下防斜鉆具組合，進行了技術研究和改進?，F場試驗證實了改進后的鐘擺偏心鉆具組合的防斜降斜效果好于以往所用的，且實現了大鉆壓糾斜，效果令人滿意。鐘擺鉆具；防斜；橫向分力；縱橫彎曲直井中防斜降斜的鉆具組合有很多種，如鐘擺、滿眼、塔式鉆具組合等等，如今這些鉆具組合已經在鉆井工程中獲得了廣泛的應用，國內外學者也對這些鉆具組合的防斜原理做過詳細地說明和系統地論述，但任何鉆具組合都有它的優點和不足，也有發揮最佳防斜降斜效果的使用條件（鉆壓、轉速、地層
西部探礦工程 2015年1期2015-12-17
- 深井隨鉆擴眼鉆柱動力學分析及鉆井參數優選
想等問題。為了解鉆壓、轉速對大斜度小井眼隨鉆擴眼鉆井中的影響，基于有限元分析方法，通過模擬雙中心鉆頭隨鉆擴眼作業過程（將?149.2mm大斜度井眼擴至?170mm井眼），建立了適合大斜度小井眼隨鉆擴眼鉆柱動力學分析模型，模擬了不同鉆壓、轉速下全鉆柱關鍵位置處鉆桿運動狀態、扭轉角速度、有效應力隨時間的變化，據此優化現場隨鉆擴眼作業中的鉆壓和轉速，為隨鉆擴眼措施的制定提供理論支持。隨鉆擴眼；動力學模型；鉆壓；轉速隨鉆擴眼技術可以有效地解決深井/超深井大斜度小井
西部探礦工程 2015年2期2015-12-16
- PDC鉆頭扭轉沖擊破巖機理及試驗分析
的扭矩T（t）與鉆壓W（t）同時作用于切削齒。鉆頭的運動方程由鉆壓、扭矩、鉆速及轉速等因素確定，其在周向及軸向的運動方程分別為：圖1 單刀翼與巖石作用的力學模型式中：I為鉆頭的轉動慣量，kg·m2；φ（t）為在時間t時鉆頭的角度，rad；C為鉆頭的扭轉剛度，N·m2；Ω為鉆頭的角速度，rad／s；M為鉆頭的質量，kg；U（t）為在時間t時鉆頭的垂向位置，m；T（t）為鉆頭的瞬時扭矩，N·m；W0為鉆柱作用于鉆頭上的瞬時鉆壓，kN；W （t） 為在時間t時鉆
長江大學學報(自科版) 2015年2期2015-12-01
- 基于時間序列的鉆壓預測研究
）基于時間序列的鉆壓預測研究劉光星1，翟坤1，陶宇龍2，白曉輝1（1.西安石油大學陜西省鉆機控制技術重點實驗室，陜西西安710065；2.陜西省煤層氣開發利用有限公司澄合天宇勘探建井工程有限責任公司，陜西澄城715200）針對鉆井過程中鉆壓的預測處理問題，為了提高鉆壓預測的準確度，以青海地區勘探井實鉆數據為基礎，提出了一種基于時間序列的鉆壓預測方法。運用Eviews軟件建立鉆壓及其他重要參數的時序模型，通過時序模型對未來鉆井數據進行預測處理，分別運用單因素
石油化工應用 2015年4期2015-10-26
- 雅達油田水平井尾管附件鉆除異常分析
井；尾管；鉆除；鉆壓水平井固井附件鉆除一直是鉆井比較關注的問題，且目前固井附件鉆除的相關技術探討比較少。多數油田的水平井設計為直接完井不鉆除附件［1］，而雅達油田水平井則要對附件進行鉆除。其鉆井設計主要步驟為：?215．9 m m鉆頭鉆至設計井深，下?177．8 m m合金尾管至水平段A點附近，留900 m左右口袋，固井；掃水泥塞、鉆除附件，下入?114．3 m m套（篩）管完井。截止2012 08，雅達油田已鉆水平井12口，井身結構基本相同，井深3 90
石油礦場機械 2015年6期2015-07-23
- 油田鉆井井斜控制技術
較大差距。在井底鉆壓分布較為均勻的前提條件下，若處于軟地層則容易出現向上傾斜現象，而在硬地層的開采中向下傾斜現象則較為普遍。1.3小型“造斜器”理論當處于傾斜層狀地層的鉆井狀態時，由于層面交界部位的巖石硬度較低，無法滿足鉆壓面上的長期作業需求，導致在垂直層面上出現巖層破碎；若在井眼下傾側存在處于完好狀態的小體積臺肩，此時鉆頭會受到來自該臺肩的橫向作用力，導致井斜出現。1.4鉆鋌力矩理論若開采地層的硬度分布不均，整體呈現為軟硬地層交錯分布狀態時，此時井底的鉆
科學中國人 2015年20期2015-07-12
- 液壓鉆機鉆進效率影響因素研究
效率；液壓鉆機；鉆壓；轉速礦用液壓鉆機是煤礦井下施工瓦斯抽(排)放孔、防突泄壓孔、探水孔及地質鉆孔等各類鉆孔的關鍵工具，其鉆進效率直接影響煤礦井下其他工種的工作進度，例如防突鉆孔的效率低下可直接遲滯掘進速度，進而延緩生產進度；因此，提高鉆機的施工效率就顯得尤為重要。目前，礦用液壓鉆機生產廠家較多，產品的參數配置不盡相同，施工工藝也因地質條件不同而不同，限于篇幅原因，本文只介紹常規回轉全液壓鉆機施工鉆孔時影響效率的關鍵因素供大家參考。煤礦井下全液壓鉆機施工流
新技術新工藝 2015年2期2015-03-15
- 液力加壓器對鉆壓波動的阻尼模型研究
2)液力加壓器對鉆壓波動的阻尼模型研究聶 俊1,孫展利1,孫 偉1,張 猛2(1.長江大學 石油工程學院,武漢434010;2.中石化華北石油工程有限公司 井下作業分公司,鄭州450042)鉆壓波動一直是鉆井中的大問題,液力加壓器的使用在一定程度上緩解了鉆壓的波動,但是存在局限性。為了提高液力加壓器的使用效果,建立了阻尼模型,利用“微元分析法”和“牛頓運動定律”解釋了液力加壓器如何減小鉆壓波動。由“阻尼周期”概念可知阻尼孔不應過大或過小。應用軟件模擬液力加
石油礦場機械 2014年2期2014-12-08
- 淺析PDC鉆頭在遼河油田中的應用
最好的。第三、從鉆壓上看，使用前期鉆頭最好是小鉆壓，使用中期鉆頭最好是中鉆壓，使用后期鉆頭最好是大鉆壓。另外，鉆頭遇到礫石夾層或者硬夾層的時候，鉆壓越大對鉆頭損害也更大，這時候小鉆壓是最合適的。如果地層硬度偏高且鉆頭又不大平穩時，無論鉆頭是橫向擺動還是縱向振動都必然使得鉆頭破損加劇，這時候調整轉速或者鉆具組合來解決。第四、當PDC鉆頭鉆到易斜地層的時候，鉆具組合選用鐘擺組合，選用30KN的小鉆壓，每分鐘160轉的高轉速，那么鉆井會有理想效果。第五、在一次彎
化工管理 2014年35期2014-08-15
- 導向鉆井工具關節軸承組合系統及其內部應力分析
～10 t的波動鉆壓，該鉆壓通過關節軸承傳遞到不旋轉殼體上，所以井底鉆頭的振動和沖擊載荷會大大降低關節軸承的壽命[1-3]。國內現有的設計方案均采用單套關節軸承來承受鉆壓和鉆頭的沖擊載荷[4-5]，關節軸承在井下很容易發生磨損和疲勞剝落。所以，對軸承進行結構改進和優化以提高其工作壽命具有重要的意義。為此，介紹了一種關節軸承組合系統，并對其內部應力進行了分析。1—鉆鋌；2—動密封；3—懸臂軸承；4—控制設備；5—關節軸承；6—下端動密封；7—鉆頭；8—不旋轉
軸承 2014年12期2014-07-21
- 水平井段旋轉鉆進時鉆頭側向力及鉆進趨勢試驗研究
。結果表明:隨著鉆壓和轉速的增加,方位力和井斜力的變化規律不同,增加鉆壓,兩個力波動的頻率變小,波動的能量變大,但方位力的波動頻率大于井斜力的波動頻率,方位力的波動能量小于井斜力的波動能量;增加轉速,方位力的波動頻率變大,波動能量幾乎不變,井斜力的波動頻率變化不大,但波動能量變大;在實際的鉆進過程中,為避免“方位漂移”現象的加劇,建議使用較低鉆壓或者高鉆壓鉆進;為避免井斜加劇,建議使用低鉆壓和低轉速鉆進。鉆井;水平井;旋轉鉆進;鉆頭側向力;鉆進趨勢在定向井
中國石油大學學報（自然科學版） 2014年3期2014-07-02
- 天然氣水合物地層PCS 取樣擾動有限元仿真分析
底鉆頭在承受一定鉆壓及扭矩的條件下切削破碎區以下一定范圍內的天然氣水合物地層，將類似受一定外力作用下的土，經歷骨架顆粒的擠密和彎曲、骨架顆粒間連接形狀的扭曲和骨架顆粒間的錯動過程，部分骨架顆粒落入原來的孔隙中，發生塑性體積變形，從而導致孔隙度、飽和度、滲透率等重要儲層參數的變化[5]。在取心鉆井過程中，經鉆頭擾動的這部分地層物質，一部分進入巖心管形成巖心，一部分構成了井周力學擾動帶，其余被鉆井液帶走。巖心和井周地層受嚴重擾動后，由于孔隙度、飽和度等參數的變
中南大學學報（自然科學版） 2014年4期2014-04-01
- 東北凍土區天然氣水合物科學鉆探試驗及鉆進效率影響因素分析
分別為鉆井深度、鉆壓、鉆速、轉速、回轉扭矩、鉆機電功率、入井泥漿流量、泥漿循環泵壓力、出井泥漿溫度、入井泥漿溫度、泥漿池總體積、大鉤載荷(起鉆)、出口可燃氣體，并將參數實時地以數字或曲線形式顯示在司鉆臺顯示器上［13，14］，所有數據可以保存、記錄，并可以完整地瀏覽、打印歷史數據，為參數分析提供數據支撐(圖2)。圖2 鉆井參數監控系統原理2 試驗結果和分析MK－2井采用孕鑲金剛石鉆頭鉆進。影響金剛石鉆進效率的因素很多，如:巖石的物理力學性質、鉆頭類型和結構
鉆探工程 2013年4期2013-12-04
- 底部鉆具組合力學特性模擬試驗研究
裝置，模擬研究了鉆壓和轉速對井斜力、方位力、鉆頭合側向力及其方向角的影響規律。結果表明：合側向力隨鉆壓的增大而增大，轉速對合側向力的影響較??；隨鉆壓增大，井斜力增大，轉速越大，井斜力越大；方位力隨鉆壓增大而增大，轉速對方位力的影響較??；合側向力方向角隨鉆壓增大而減小，隨轉速增大而增大。研究結果可為井斜控制機理研究和防斜打快提供理論依據。鉆具組合 相似理論 鉆柱力學 井斜控制 模擬試驗要在易斜地層實現防斜打快，就需要了解防斜打快的機理[1]，而要了解防斜打快
石油鉆探技術 2013年3期2013-10-30
- 井下鉆壓測量裝置研制及應用
10500)井下鉆壓測量裝置研制及應用朱榮東 陳 平 蔣世全 馬天壽(中海油研究總院，北京 100027) (油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室(西南石油大學)，四川 成都 610500) (中海油研究總院，北京 100027) (油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室(西南石油大學)，四川 成都 610500)介紹了一種基于液壓測試技術設計的井下鉆壓隨鉆測量裝置，可實時測量井下鉆壓、井下環空壓力等工程參數。對井下鉆壓獲取方法及特點進行分析，對井下鉆壓測量裝置
長江大學學報(自科版) 2012年16期2012-11-21
- 一種改進楊格模式的新鉆速方程
程。該方程修正了鉆壓和轉速對鉆速的影響關系,認為在鉆頭剪切破壞彈塑性巖石時,轉速和鉆頭牙齒的吃入深度直接影響鉆速,鉆壓是通過影響牙齒的吃入深度而影響鉆速。通過巖石的壓入試驗,可以確定鉆壓和牙齒吃入深度的關系。由于改進的鉆速方程沒有地層可鉆性系數, 因而表達形式更簡單，其意義更明確。鉆速方程；楊格模式；地層可鉆性系數鉆井機械鉆速預測研究包括3種方法：①利用現場數據直接統計出鉆速方程進行鉆速預測；②利用考慮所鉆地層性質和鉆頭結構的鉆速方程進行鉆速預測；③用計算
長江大學學報(自科版) 2012年10期2012-11-10
- 渦輪鉆具及PDC鉆頭聯合工作性能試驗分析
性能研究，建立了鉆壓與渦輪轉速關系，回歸出試驗鉆頭、試驗巖石在不同泥漿密度和粘度下鉆壓與渦輪轉速關系的計算式，對指導渦輪鉆具的應用，加快勘探速度，降低勘探成本具有十分重要的意義。渦輪鉆具；PDC鉆頭；鉆速；鉆壓渦輪鉆具的鉆進行為與鉆頭-巖石相互作用規律密切相關。PDC鉆頭在不同種類巖石上鉆進時所表現出的鉆壓-扭矩-機械鉆速之間的相互關系，對于優選渦輪鉆井參數有重要的意義。為此，筆者在鉆頭實驗架上，利用8in和12in PDC鉆頭分別對2種典型巖樣——嘉陵江
長江大學學報(自科版) 2012年1期2012-11-08
- 井底光鉆鋌鉆具組合旋轉及鉆壓波動規律模擬研究
鋌鉆具組合旋轉及鉆壓波動規律模擬研究劉永旺，管志川，史玉才，邵冬冬，魏 凱（中國石油大學（華東）石油工程學院，山東青島266555）①利用根據相似理論設計出的底部鉆柱動力學研究試驗裝置，進行了井底光鉆鋌鉆具在不同鉆壓、轉速條件下旋轉及鉆壓波動規律的試驗研究。試驗結果表明：光鉆鋌鉆具組合在井底的旋轉大部分為正向渦動及諧波振動，要想使其產生反向渦動必須合理選擇鉆進參數；使用光鉆鋌鉆具組合時井底鉆壓振動幅度較大；單從減輕鉆柱振動危害方面講，不建議采用光鉆鋌鉆具組
石油礦場機械 2012年5期2012-09-11
- 套損井修井磨銑參數優化
為，通過確定最優鉆壓和轉速的范圍，可以減小磨鞋的橫向位移值，進而達到在磨銑過程中降低磨鞋偏磨套管風險的目的?，F場應用表明，優化結果對現場施工具有重要的指導意義，施工效果良好。磨銑；套損井；臨界鉆壓；磨銑管柱目前中原油田針對復雜落物井，常采用磨銑方法進行事故處理；然而磨銑過程中由于管柱組合、施工參數選擇不當，經常造成套管開窗事故的發生。調查結果顯示，中原油田在修井作業中因套管開窗而造成中途完井的數量逐年增多，2005～2009年中原油田修井1227口（其中修
石油天然氣學報 2012年5期2012-09-06
- 鉆壓水動力增效裝置試驗研究
克 49027)鉆壓水動力增效裝置試驗研究湯鳳林1,段隆臣1, Ю. Д. Б е с с о н о в2,吳 翔1,竇 斌1,寧伏龍1(1.中國地質大學〈武漢〉工程學院,湖北武漢 430074;2.烏克蘭國立礦業大學地質勘探系,烏克蘭德聶泊彼得洛夫斯克 49027)在復雜地質條件下進行鉆探或處理事故時,常有需要增加鉆壓的情況。而所選鉆機其所能產生的軸向壓力是一定的。因此,在鉆機選定后如何增加鉆壓的問題是個非常重要的問題,有時是一個非常急迫的問題。烏克蘭
鉆探工程 2011年6期2011-11-06
- 井斜控制中的誤區探討
制 鉆具組合 大鉆壓降斜 防斜鉆井過程中，由于地質、設計、鉆壓、操作和安裝等各種因素的影響，往往會發生井斜。如何采取合適的綜合技術手段控制井斜角在一定的質量安全范圍值之內，是一項非常重要的鉆井日常工作。而在通常的防斜、糾斜和降斜實際作業中，由于程序上、認識上、策略上、工具與參數配合上的差異和誤區，會給控斜效果和鉆井效率造成一定的影響，甚至給后續作業埋下隱患，這些差異和誤區主要體現在以下幾個方面。1 防斜鉆進中鐘擺鉆具應用鐘擺鉆具組合是一種典型的井斜控制技術
石油工業技術監督 2011年6期2011-04-13
- 井底鉆壓扭矩傳感器設計與分析
00097)井底鉆壓扭矩傳感器設計與分析孫召紅1,房 軍1,盛利民2,竇秀榮2(1.中國石油大學(華東)機電工程學院,山東東營257061;2.中國石油集團鉆井工程技術研究院,北京100097)井底鉆壓扭矩參數的測量在鉆井過程中十分重要。在分析靠近鉆頭處測量短節受力的基礎上,應用應變原理建立了鉆壓、扭矩測量模型,得出鉆井液壓力對鉆壓測量產生的影響較大。在測量短節上增加1個壓力傳感器測量鉆井液壓力,通過數據處理可以消除鉆井液壓力對測量產生的影響。該方法能較好
石油礦場機械 2010年4期2010-12-08
- 五級雙行程水力加壓器設計與力學分析
巖石互作用引起的鉆壓波動,從而給鉆頭施加較為恒定的鉆壓,延長鉆頭壽命,減少鉆具疲勞失效,提高鉆井效率。為了給中深井提供足夠大的鉆壓及提高入井后的鉆壓調節能力,設計了適用于?215.9 mm井眼的?172 mm規格的五級雙行程水力加壓器。水力加壓器工作時,通過主活塞桿和主缸體的花鍵副傳遞鉆壓和扭矩?；ㄦI副的載荷環境較為惡劣,應用有限元軟件完成了壓扭載荷作用下主活塞桿和主缸體的接觸應力分析,得出主活塞桿和主缸體的靜安全系數＞4,其結構安全性可以滿足使用要求。水
石油礦場機械 2010年3期2010-10-18