基于CAD的注水管内壁除垢钻头设计

针对注水管线长期使用后内壁结垢现象严重,导致工作管径大幅缩小,注水效率降低等问题,对注水管内壁结垢物特点和钻削除垢方法进行了分析,并研究了钻头破碎垢物机理和切屑形成过程。选用多刃错齿钻头为钻型基础进行了结构分析;针对加工对象改进了钻头结构和刀齿分布规律,得到了除垢钻头结构方案。以注水管内壁和垢物为研究对象,建立有限元模型进行静态应力分析,得到了应力云图和路径曲线图,显示了钻削过程管壁应力状态。     

基于MIMU的FastICA算法钻头故障振动信号分析

为了解决钻头在钻进过程中由于采集到的信息存在信噪比低和钻头与钻柱振动信号互相混叠而难以对钻头故障振动状态进行有效识别的问题。提出一种基于MIMU的FastICA算法来对钻头与钻柱振动数据进行处理分析,从而放大了钻头振动信号特征(正常、松动),提高了钻头振动信号的识别度。首先对经MIMU采集而来的原始数据进行误差分析和预处理,接着使用FastICA算法进行仿真实验,最后采用预处理后的松动状态下钻头与钻柱的振动信号进行实例实验验证。经验证,此方法有效放大了钻头的振动信号特征,有一定的实际意义。     

新型PDC钻头井底流场数值模拟与优化

为了提高在某些硬岩和研磨性地层钻进效率,减少井底岩屑堆积,基于传统PDC(聚晶金刚石复合片)钻头进行了结构调整,无中心喷嘴,设置三个轴向夹角为20°的斜喷嘴孔,改变六刀翼分布。利用数值模拟分析方法,采用SST k-ω模型,对PDC钻头射流流场特性进行研究,分别对井底、喷嘴、刀翼表面射流流速和压力梯度进行了数值分析。在此基础上,对其水利参数再次优化,并对不同参数的PDC钻头井底流场进行分析对比。结果表明,钻头喷嘴直径越小,直射点速度越大,越利于破岩,但水力能量过于集中,高速漫流无法充分覆盖井底,不利于清洗岩屑;轴向夹角度数在20°～30°时,钻头喷嘴轴向夹角度数变大,直射点速度变化不大,但钻头肩部涡旋减少,上返区域速度提高,有利于岩屑快速排出井底,刀翼表面不易产生泥包;当钻头喷嘴直径在24～28 mm,喷嘴轴向夹角度数在25°～30°时,该PDC钻头水力情况最佳。     

近钻头伽马成像仪测量结果环境校正方法研究

实际工况下近钻头伽马成像仪在井筒中难以保持绝对居中,需要根据偏心程度对不同方向上的伽马扇区原始测量数值进行环境校正.依据伽马成像测量原理以及近钻头伽马成像仪的结构特点,分析了不同工况下近钻头伽马成像仪偏心程度对测量结果的影响,建立了近钻头伽马成像仪偏心情况下钻井液衰减、钾基钻井液补偿等主要因素的修正图版和校正方法.试验...     

智能型可变径植树挖坑机机械结构设计研究

植树挖坑机是一种被广泛应用于经济林、生态林等的种植环节的便携式作业机械。文章针对当前生态林业中应用植树挖坑机智能化水平低、不能变径等问题,设计了一种具有一定智能化水平的可变径植树挖坑机,这种可变径植树挖坑机一定程度上打破了传统挖坑机的设计思路,利用圆筒式钻头等部件代替传统挖坑机部件,利用两点连线旋转成圆的原理进行可变径操作,实现了挖坑机出土率、工作效率、自适应能力等的提升。     

空气锤钻头失效分析及结构优化设计

空气钻井钻头失效主要体现在钻齿断裂和脱落、本体缩径以及花键的断裂。对钻头结构做了相关设计与优化,考虑地层岩石的水平应力和上覆岩层压力状态,建立了活塞-钻头-岩石的全尺寸互作用模型。在实际测试的岩石力学参数的基础上,利用显示动力学非线性分析方法,对2种钻头结构进行了数值模拟计算,同时对钻头侵入能、冲击合力以及扭矩进行对比分析。分析结果表明,改进后的钻头结构有助于提高机械钻速,延长钻头寿命。该项研究结果对空气锤钻头的优化设计具有一定的参考价值。     

吉木萨尔地区致密油藏水平井优快钻井技术

吉木萨尔地区油层属于低渗、超低渗油气藏,针对该地区油藏的地质特征和钻井特点,在钻井方案中融入"最优化储层改造"思路,优化水平井井眼轨道设计;通过对井震资料、邻井及导眼井的岩性、含油性对比分析,动态跟踪水平段井眼轨迹控制,确保油层钻遇率;优选钻头及辅助提速工具,建立了区块钻头序列和配套提速技术,实现了全井快速钻进;通过测井资料进行水平井井眼稳定性分析,优选钻井液体系和优化钻井液性能,实现了ф152.4 mm小井眼长水平段的安全钻进,最终形成了一套有特色的吉木萨尔凹陷致密油藏的水平井优快钻井技术,为十亿吨级的昌吉油田开发提供了坚实的技术保障。     

牙轮钻头螺纹锁紧环连接性能影响分析

在新型牙轮钻头上,螺纹锁紧环代替了原来的滚珠,起锁紧牙轮、防止牙轮脱落的作用。采用弹塑性接触有限元方法,利用大型有限元分析软件ANSYS,把材料非线性和状态非线性耦合求解,考虑了轴向载荷对螺纹锁紧环螺纹连接性能的影响,通过分析计算得出了各螺牙面的接触压力、轴向位移和Von Mises应力的分布情况,为螺纹锁紧环设计提供了理论依据。     

堡古1井高温复杂地层PDC钻头的研究与应用

堡古1井为冀东油田第一口重点风险探井,位于河北省唐山市东南海域南堡油田4号岛上,设计井深5 396 m,为一口三段制四开定向井,设计井斜15 °,三开井段(φ)215.9mm钻头钻进井段3 550～4 918 m,地层为沙河街灰质泥岩、砾岩、玄武岩和砂泥岩互层段,岩性变化频繁,地层研磨性强,可钻性差,无邻井参考资料.为了提高该井段高温复杂地层条件下的钻井速度,经过对PDC钻头损坏机理研究,采用等切削和等磨损原则设计钻头,充分考虑高温复杂地层对复合片的冲击和研磨作用,及钻头工作的稳定性,分别从钻头冠部形状、切削齿尺寸、倾角、布齿密度、工作稳定性以及选齿等方面进行优化设计.通过在现场的实际使用,获得了良好的效果,对今后此类地层的钻头设计和选型具有较强的指导意义.     

钻头钻进方向预测研究

在分析了影响钻头钻进方向的各种因素和提出钻头钻进特征矩阵的物理量后，建立了钻头在各向异性地层中钻进方向的预测模型。模型把钻进方向与所用钻头、钻井条件、井眼状态和所钻地层联系在一起，可以在任何钻井情况下预测一定底部钻具组合的方位漂移和造斜／降斜趋势。