水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究

为提高钻井速度,掌握水力机械联合破岩规律,开展了水力机械联合破岩主要配合参数的实验研究。利用水力机械联合破岩实验装置,模拟井底实际钻进工况,得出了不同破岩方式、射流相对于齿的位置、射流与齿间距和围压4个参数对联合破岩效果的影响规律。研究结果表明:水力机械联合破岩工作方式要优于单射流或单钻齿工作方式;射流在齿后喷射的破岩效果要优于射流在齿前喷射的破岩效果;其它参数一定的情况下,随着围压的增大,联合破岩效果降低,但降低的幅度逐渐变小;增加射流压力,也将增大水力机械联合破岩效果;当射流与齿间距大于3 mm时,随着射流与齿间距的增大,联合破岩效果越差。     

深海天然气水合物钻探取样中的“桩效应”分析

建立了天然气水合物钻探取样过程中"桩效应"的数学模型,通过解析分析,提出了取样高度的隐式解。分析了取样筒内径和样品与取样筒之间摩擦系数对取样高度的影响。参数分析表明,岩层的内摩擦角和粘聚力对取样高度也有很大的影响。取样深度对取样率的影响较小。     

套管钻井底部钻具组合送入与回收装置的研制*

可回收式钻具组合的套管钻井技术是指钻头等井下钻具能通过绳索回收装置下至井底,并在钻头失效后回收至地面,更换钻头后再入井钻进.采用钢丝绳起下井底钻具的技术,取消了起下钻到划眼和划眼至井底的做法,减少了井斜问题,使作业效率大大提高.研制的送入与回收装置结构设计合理,原理可行,安全可靠,能够顺利实现送入与回收功能,送入与回收成功率均为100%;该送入与回收工具技术成熟,也可应用于绳索取心和水合物取心操作,达到了推广应用的水平.     

高压水射流PDC钻头结构参数数值模拟研究

以中硬细砂岩为岩石材料,应用动态有限元法对高压水射流PDC钻头参数做了数值模拟研究。得出如下结论:(1)高压射流入射角对不同岩层存在最优值,对于中硬地层细砂岩最优入射角为40°;(2)PDC钻头钻进中钻齿所受扭矩随作用半径增大成指数规律增长,在硬地层钻进钻齿前倾角为-15°时破岩效果最佳;(3)采用直径1.8mm的高压小喷嘴射流能显著改善PDC钻头钻齿受力,避免钻齿冲击破坏,延长钻头寿命;(4)高压水射流与机械齿联合破岩时,喷嘴与钻齿相对位置对破岩效果有显著影响,喷嘴处于钻头外锥时,可均化钻齿受力,提高破岩效率。     

水平井钻柱-井壁摩擦诱导黏滑振动机理研究

水平井钻柱系统黏滑振动严重威胁井下钻柱及工具的安全性.为了揭示水平井钻柱系统与井壁非线性摩擦诱导钻柱系统黏滑振动机理,基于质量-弹簧-阻尼离散方法及Stribeck摩擦理论,建立了水平井全井钻柱系统非线性动力学模型.对无钻压加载条件下的水平井钻柱系统在不同井段和不同钻井工况参数下的动力学响应进行了分析.分析结果表明:钻...     

静态推靠式旋转导向钻具静力学特性分析

为了研究静态推靠式旋转导向钻具静力学特性,考虑心轴-外筒-井壁之间的相互作用,结合Timoshenko梁单元与接触单元,建立了静态推靠式旋转导向系统底部钻具组合(RSB-HA)有限元模型,选取Newmark-HHT法作为数值求解算法,采用纵横弯曲梁法验证了所建模型的正确性.以二维定向井为例,研究了井眼曲率、井斜角、导向...     

天然气水合物非干扰绳索式保温保压取样钻具的研究

由于天然气水合物存在环境和性质的特殊性,使保温保压取样技术成为获得原位天然气水合物最有效的方法之一。保温保压取样钻具是获得天然气水合物真正物化特性的主要器具。通过多年对天然气水合物保温保压取样钻具的试验研究,设计了专门用于取海底沉积物和未成岩地层中水合物的非干扰绳索式保温保压取样钻具。介绍了钻具的结构、特点,及其配套的保温保压系统关键机构的功能、特点。对取心工艺和进行的海上功能性试验进行了详细说明,试验结果达到了设计要求。     

天然气水合物钻探取心关键技术研究进展

天然气水合物是一种高效、清洁的新能源,由于它的不稳定性,采用的钻探取心装置必须具备保温保压功能。目前,国内的取样装置均是在调查船上进行作业的,仅限于在10 m之内的沉积物中取样,石油钻探用保压取心工具均无法达到该要求。国外资料调研表明,采用绳索保温保压取心方案可减少样品在起钻过程中的时间,使岩样尽量接近原始状态。简要介绍了国内外钻探取样技术的发展情况及天然气水合物取样方案的初步设想,目的是加快水合物的勘探步伐,使该清洁能源早日服务于人类。     

柔性短节对静态推靠式旋导工具造斜力的影响

针对目前柔性短节对静态推靠式旋转导向(SRS)工具造斜力影响的研究结论不统一问题,基于AutoTrak Curve结构特点,考虑心轴-外筒-井壁的运动约束形式,组合铁木辛柯梁单元与接触单元,建立了静态推靠式旋转导向底部钻具组合(SRSBHA)有限元模型,选取New-mark-HHT法进行数值求解,并采用纵横弯曲梁法的算...     

套管钻井可回收井底钻具组合方案设计

套管钻井技术是将钻进和下套管合并为一个作业过程。进行可回收式钻具组合设计，就是为了钻头和井下工具在不需要进行常规起下钻作业的情况下实现更换。简要介绍了国内外钻井公司的套管钻井技术发展现状、可回收钻具组合的作用原理及部分钻具组合的设计设想，提出了井口装置、固井工具串及钻进工具串的方案设计，对部分组件进行了现场模拟试验，基本达到了设计要求。