计算镶齿三牙轮钻头直径的解析法

在设计镶齿三牙轮钻头时,其直径尺寸计算的精确程度是检验产品直径尺寸是否合格的依据。根据以往采用作图法和近似计算法存在的计算误差(误差大小因人而异),致使制造镶齿三牙轮钻头时,产品的直径尺寸不易控制。现在采用了解析几何法较好地解决了钻头直径精确计算难题。设计实践表明,采用此法计算钻头直径是精确无误的,有效地提高了钻头的设计效率。     

金刚石强化镶齿在液力旋冲钻头中的应用

液力旋冲钻井是一项攻克硬地层的极有效的技术措施，钻头性能是影响该项技术推广应用的主要因素之一。金刚石强化齿是将单晶金刚石晶体和预结的碳化钨硬质合金颗粒按不同比例混合后，再在烧结结聚晶金刚石时在相同高温高压条件下烧结而成，由聚晶金刚石层、第一和第二复合层及烧结碳化钨基层组成，具极高的耐磨性和耐冲击性。由金刚石强化镶齿制成的旋冲钻头由钻头体、破岩齿、保径齿及喷嘴等组成，在国外的旋冲钻井中已广泛应用，钻     

基于PRO／E的PDC钻头三维参数化布齿设计

介绍了在PRO／E中利用自定义特征功能实现PDC钻头三维参数化布齿设计的方法，详述了利用PDC钻头布齿设计参数表完成布齿结构三维实体模型的过程。理论计算结果表明，利用这种参数化建模方法完成的PDC钻头三雏布齿模型是精确、可靠的。该方法为大幅度提高PDC钻头布齿设计的效率、提高PDC钻头新产品开发工作的综合效率提供了一种有效的途径。     

牙轮钻头镶齿结合面应力分析的边界元法

应用二维弹性问题边界元法的基本理论，对过盈配合结合面间的应力状态进行了分析，用分块子矩阵的形式推导出相应的系统方程。以牙轮钻头镶齿过盈配合结合面间的应力状态分析为实例，编制了相应的过盈配合通用计算程序。计算结果表明，应用边界元法得到的牙轮钻头镶齿和孔之间的应力和位移的数值解与弹性力学的解析解相当接近。     

基于PRO/E的PDC钻头三维参数化布齿设计

介绍了在PRO/E中利用自定义特征功能实现PDC钻头三维参数化布齿设计的方法,详述了利用PDC钻头布齿设计参数表完成布齿结构三维实体模型的过程。理论计算结果表明,利用这种参数化建模方法完成的PDC钻头三维布齿模型是精确、可靠的。该方法为大幅度提高PDC钻头布齿设计的效率、提高PDC钻头新产品开发工作的综合效率提供了一种有效的途径。     

基于PRO/ENGINEER的PDC钻头三维参数化布齿设计

介绍了在PRO/ENGINEER中利用自定义特征功能实现PDC钻头三维参数化布齿设计的方法。详述了利用PDC钻头布齿设计参数表完成布齿结构三维实体模型的过程。理论计算结果表明,利用这种参数化建模方法完成的PDC钻头三维布齿模型是精确、可靠的。该方法为大幅度提高PDC钻头布齿设计的效率,提高PDC钻头新产品开发工作的综合效率提供了一种有效的途径。     

PDC钻头内镶式二级齿新技术

PDC钻头不适宜钻硬地层,尤其是高强度、高研磨性的砾石层,因为在极其恶劣的工作条件下,PDC齿的冲击破损严重,热磨损及磨料磨损往往同时存在,齿的磨损速度快,钻头的工作寿命急剧缩短.研究了一种新的PDC钻头技术--内镶式二级齿技术,可以使PDC钻头在极限应用条件下的持续破岩能力显著增强.内镶式二级齿是在常规的切削结构基础上增加的后备PDC切削结构,二级齿位于主切削齿的上方,除金刚石表面外,齿的其他部分全部隐藏在胎体内部,为负出露切削齿.主切削齿和二级齿相组合,构成了可连续接替切削岩石的复合切削结构.在主切削齿的切削破岩能力丧失或接近丧失时,二级齿开始工作,显著增加了钻头的工作寿命.新技术应用于渤海LD油田钻底砾岩,提高了钻井时效,降低了钻井成本.     

PDC钻头布齿参数对其强度影响的研究

为了探寻PDC钻头的主要几何参数对其强度的影响,以适应软-中硬互层岩层的三翼内凹PDC钻头为例,利用ANSYS软件建立了PDC钻头有限元分析模型,并对模型在静载荷作用下的应力、位移进行了数值分析研究,得到了齿前角、侧转角等布齿结构参数对该PDC钻头切削齿强度的影响规律。计算结果表明,齿前角和侧转角的变化对切削齿强度的影响显著,为三翼内凹PDC钻头合理设计提供了依据。最后指出采用的数值分析方法也适用于其他类型PDC钻头的强度研究。     

PDC钻头切削齿位置参数的测量

给出了一种间接测量ＰＤＣ钻头切削齿位置参数的方法。可测量的位置参数有切削齿复合片的圆心坐标及负前角、侧偏角等。测量原理是在每个切削齿复合片圆周边缘上找３个点，测出其坐标值。这３个测点构成１个三角形，三角形对应的外接圆圆心就是复合片圆心，三角形所在平面的法线方向决定了切削齿的角度。最后介绍了测量坐标的简易装置和按测量结果进行计算的方法，并估计了测量误差。     

PDC钻头等功率布齿的方法

本文在回顾比较已有的ＰＤＣ钻头布齿原则的基础上，选定了在等摩察功下进行ＰＤＣ钻头布齿设计的原则方法，并导出了其数学模型，还编制了一套计算机辅助设计软件。     

牙轮钻头直径的设计计算方法

直径是钻头最主要的基本参数,所以,正确地确定各主要零件的几何参数以保证预定的钻头直径是钻头设计工作的一项重要任务。目前我国各钻头厂设计钻头时所依据的直径计算公式,虽然在理论上是正确的,但按原文的话说,有的“不能直接求解”只能求近似解;有的又要“通过试凑最终才能得到答案”。     

牙轮钻头齿圈布置设计分析

齿圈布置是牙轮钻头设计的一个重要内容,对牙轮钻头的工作性能和破岩效率有很大影响.本文在牙轮钻头运动学基础上研究了齿圈布置与井底破碎之间的关系,建立了系统地进行齿圈布置设计分析的新方法.根据牙齿在井底的运动分析,对钻头各圈牙齿在井底的滑移进行了定量的分析计算和各圈牙齿在井底径向平面内的运动轨迹所形成的包络线,作出了井底径向破碎图,它改进了传统的井底击碎图,可直观地反映移轴距和牙齿径向滑移对井底径向破碎的影响;建立了井底破碎环带划分和各齿圈单齿破岩量计算的新方法,指出齿圈布置设计,应尽可能均衡钻头各齿圈的单齿破岩量.这对牙轮钻头布齿设计具有重要指导意义.     

阶梯金刚石钻头合理结构及其破岩过程的研究

本文用平面光弹方法,对阶梯金刚石钻头切削刃下岩石的应力进行分析.结果表明,钻头在脆性岩石中,存在以拉应力为主的破岩方式.用电测法测量了阶梯金刚石钻头在钻进过程中各阶梯切削刃上的载荷.测量结果说明,钻头各切削刃上的载荷分布是不均匀的,与钻头外型和结构有关,对阶梯金刚石钻头的合理结构进行的研究表明:阶梯的宽和高,以及它们之间的比值是影响阶梯金刚石钻头破岩效率的主要因素.     

适合多夹层地层PDC钻头设计及应用

PDC钻头在钻井破岩中所占的比例越来越大,但在软硬交错的多夹层地层钻进时效果却不理想,常常发生先期损失。针对胜利油田多夹层地层特点进行了PDC钻头的优化设计,开创了钻头切削结构设计新方法,改进了钻头的水力结构设计,采用了多种稳定性结构设计方法。根据该设计制造的一种新型复合式PDC钻头在多夹层地层中取得了较好的应用效果。与牙轮钻头相比,使用新型复合PDC钻头机械钻速高,进尺多,井身质量好,对加快油田勘探开发速度、降低钻井成本有积极的意义。     

研究钻头破岩机理的新设备和新方法

介绍一种研究钻头(特别是牙轮钻头)破岩机理的新型试验装置和试验方法.这套由微机控制操作和光电扫描采样的试验和分析装置,在上作原理和组成结构上与国内外现有的任何一种钻头试验架都不相同)它能真实地模拟钻头牙齿破岩时的运动及受力状态,更准确地测童、分析试验结果,因而能为研究钻头的破岩机理和钻头设计技术提供更有实用价仇的试验成果和数据.     

莫深1井PDC钻头优化设计及应用

莫深1井是中国石油最深的风险探井,也是集团公司重大科技现场试验项目之一.莫深1井三开Φ311mm井眼设计段长2000 m,具有埋藏深,夹层多,岩石可钻性差,钻井液密度较高的特点,钻头的性能指标,直接影响到莫深1井的钻井周期和钻井成本.三开PDC钻头设计引用了岩石三轴抗压强度分析技术的成果,对切削齿布齿密度、切削结构参数、工作角度和水力结构进行优化设计,在提高钻头工作稳定性方面,首次开展了PDC钻头的计算机仿真钻井模拟试验,保证钻头在井下稳定的工作状态.现场应用证明,优化设计的PDC钻头机械钻速和进尺都比邻井高出数倍,对降低钻井成本有着积极意义.     

岩石弹性模量与毕奥特(Biot)系数在压裂设计中的应用

随着石油工业的发展，人们对于油藏介质──岩石的研究越来越重视。国外近20年来一直致力于研究石油工程问题，如：井筒稳定性、产砂预测、地面沉降及水力裂缝扩展机理等所涉及到的岩石力学问题。本文在一系列试验的基础上，描述了岩石弹性模量对压裂裂缝几何形状、施工压力等的影响，并给出了毕奥特系数的试验方法及其在水平应力计算中的应用。     

岩石弹性模量与毕奥特(Biot)系数在压裂设计中的应用

随着石油工业的发展,人们对于油藏介质——岩石的研究越来越重视。国外近20年来一直致力于研究石油工程问题,如:井筒稳定性、产砂预测、地面沉降及水力裂缝扩展机理等所涉及到的岩石力学问题。本文在一系列试验的基础上,描述了岩石弹性模量对压裂裂缝几何形状、施工压力等的影响,并给出了毕奥特系数的试验方法及其在水平应力计算中的应用。     

准噶尔盆地石西油田火成岩储层特征及其油气成藏规律研究

以石西地区地层钻遇最全、岩相连续性最好的石西1井、石西2井为基础,结合相邻井的单井资料,开展石西油田石炭系火成岩油气藏特征研究,研究内容主要集中在火成岩的岩石特征、物性特征及岩相特征等方面。石炭系火成岩自下而上发育基性-中基性、中性和中酸性三个不同的岩性段,属于一个完整的火山喷发旋回,不同的岩性段其储层特征不同;根据对目的层段火山活动产物和岩石特征的研究结果,将石西地区的火成岩岩相划分为爆发相和溢流相,以溢流相发育为主,且溢流相带为本区最为有利的油气聚集区域;通过对石西油田火成岩储层的综合研究,推断了火成岩储层的发育区,并预测了油气聚集区。     

井眼轨道自动控制系统设计的几个基本问题

井眼轨道自动控制技术是当今世界钻井技术的最新领域,是一项跨世纪的高新技术。文中对井眼轨道自动控制系统设计的有关基本问题进行了初步的分析。给出了井眼轨道自动控制的目标及其数学描述,并根据系统的功能分配,提出了井眼轨道自动控制系统的基本结构即由两个分系统构成的监督控制结构;然后分别对这两个分系统的结构特点以及控制方法进行了分析;阐明了井眼轨道自动控制系统的基本设计原则。