贯通式风动潜孔锤反循环钻头结构流场的分析与结构优化

简要介绍了流体力学计算软件，详细阐述了运用该软件分析取心钻头内外流场的原理和步骤，通过仿真分析GQ-89贯通式风动潜孔锤反循环取心钻头周围的流场，优化设计了钻头的反循环结构参数，取得满意效果。     

取心PDC钻头主要几何参数对其强度影响的研究

取心PDC钻头由于其价格低、排粉空间大、效率高等优点,广泛应用于软-中硬岩层。其主要几何参数对切削齿强度影响的理论研究,迄今尚未见文献报道。利用ANSYS软件对取心PDC钻头模型在静载荷作用下的应力、位移进行了数值分析研究,获得该型钻头的主要几何参数对其强度影响的变化规律,为取心PDC钻头的设计提供了理论依据。     

φ89mm反循环取心钻头形成岩心过程研究

φ89mm反循环取心钻头是冲击回转取心钻进中最具有代表性的钻头,也是最具研究价值的钻头结构。通过对其形成岩心过程进行有限元分析,并进行取心试验,得到了φ89mm反循环取心钻头获得岩心短且带裙边的原因。     

松辽盆地南部油气田钻井取心关键技术

为有效解决松辽盆地南部油气田储集层取心钻头选型困难、机械钻速低和岩心收获率不稳定等难题,在分析取心井段地质特征、XRD元素组分占比、地层可钻性的基础上,开展了取心筒和岩心爪比选、取心钻头选型和个性化取心钻头的研制,同时优选取心钻具组合和优化取心参数,完善不同储集层取心工艺技术配套。比选后的取心工具配合新型取心钻头在多口井的取心实践中,取得了平均岩心收获率>98.98%、最高机械钻速达到6.03 m/h的效果。系列取心钻头优选和配套关键技术的应用解决了目前松辽盆地南部储集层取心的技术难题,可为后续取心提供可靠的参考和技术支持。     

密闭取心钻头两相流流场CFD模拟研究

密闭取心是一种特殊取心作业,通过密闭取心钻具与密闭取心钻头配合,在密闭液作用下实现岩心与钻井液隔离,可获得地层原始含油饱和度及油水动态等数据。密闭钻头设计为双流道结构,要满足钻井液过流冲洗冷却钻头唇面、携带岩屑要求,同时密闭液在井底可形成富集区域,有效保护岩心免受钻井液污染,密闭取心钻头流道参数是密闭取心钻头设计的关键。本文运用计算流体力学理论,采用k‑epsilon湍流模型及连续性方程对KM型密闭取心钻具配套密闭取心孕镶金刚石钻头的两相流井底流场进行数值模拟,研究钻头唇面两相流混流状态、流体压力、流速、剪切应力分布特征等,分析了流场特征对钻头密闭效果、钻进效率和寿命等的影响,验证了密闭取心孕镶胎块式金刚石钻头流道结构设计参数,提出了钻头两相流流道优化设计建议。     

地质PDC取心钻头切削载荷有限元分析

通过建立钻头切削岩石的力学模型,对PDC取心钻头切削齿受力进行了分析,并对钻头切削齿切削岩石受力进行了有限元分析,得出PDC钻头在载荷下的应力应变分布,为地质PDC取心钻头的优化设计和合理使用提供了理论依据。     

科学钻探取心钻进方法的改进和发展

介绍了绳索取心液动锤、不提钻换钻头、不提钻换钻头一冲击回转取心、不提钻换钻头一孔底马达、智能式绳索取心等几种适合于小直径科学深孔钻进的取心钻进系统的特点、优缺点、目前研制和使用状况，提出了今后研究工作的方向。     

深孔绳索取心金刚石钻头性能参数探讨

深孔绳索取心钻进对金刚石钻头的性能提出了更高的要求。从分析金刚石钻头的性能对钻进的影响入手,着重对满足深孔绳索取心钻进要求的金刚石钻头制造方法与性能参数进行了探讨,在综合国内外先进经验的基础上总结提出了新型钻头的参数指标。     

近水平孔PDC反循环取心钻头孔底岩心卡堵机理研究

为了揭示近水平状态下水力反循环取心钻进过程中岩心在钻头体内卡堵的机理,采用数值模拟软件对PDC反循环取心钻头局部流场进行了数值模拟,分析了PDC取心钻头不同数量底喷孔和内喷孔组合对流量分配的影响规律,由现场试验进行了验证。结果表明:当钻头体底喷孔数量一定时,钻头体中心通道的返出流量随着内喷孔数量的增加而增大;当钻头体内喷孔数量一定时,钻头体中心通道的返出流量随着底喷孔数量的减少而增大,通过不同模型数值模拟结果的对比,确定底喷孔数量为2个,内喷孔数量为6个时,中心通道具有较合理的返出流量和流出速度,理论上能够最大程度地保证岩心的顺利运移。     

煤层密闭取心用超前隔水式PDC钻头设计与优化

为提高煤层瓦斯测定精度,一般采用密闭取心的方式进行煤层取样,配套煤层密闭取心用三筒单动取心器,设计了一种密闭取心用超前隔水式PDC钻头。通过对普通底喷式钻头、锥面煤心导进式钻头以及超前隔水式钻头三种结构形式进行对比优化,选用超前隔水式钻头为密闭取心用钻头,该钻头采用超前式小钻头压入煤层,小钻头采用合金切削齿进行干钻,有效隔绝钻井液进入煤心。根据流体力学连续性方程优选水眼数量与尺寸,降低水眼钻井液对煤层冲刷,并采用斜水眼、反向斜面水道等结构进一步防止钻井液进入煤心。根据全覆盖井底的原则进行PDC切削齿排布,优化钻头钻进效率。采用设计的钻头在淮北芦岭煤矿地面采动卸压瓦斯抽采井中进行现场试验,试验证明煤心采取率满足密闭取心施工要求。