气体钻井用空气锤钎头冲旋破岩的过程分析

空气锤钎头是气体钻井工程中的关键部件,但是在使用过程中频繁失效。建立空气锤钎头本体-牙齿-岩石互作用模型,使用ANSYS软件对空气锤钎头冲旋破岩的过程进行仿真分析,将破碎岩石的过程分为5个阶段;分析单次冲旋破碎后的径向井底切片及轴向井底切片。研究结果对提高钎头的使用寿命具有重要的科研意义和实用价值。     

基于iSIGHT的牙轮钻头布齿参数优化方法研究

优化布齿参数是改善钻头性能重要手段之一。针对钻齿井底覆盖图的特性,建立了井底覆盖图均匀度评价、破碎带覆盖率评价等模型,利用Matlab完成了评价模块的开发。通过多参数多目标优化软件isight与钻齿井底覆盖图评价模块协同仿真的机制,建立了一种牙轮钻头布齿结构参数优化的新方法。利用该方法对某型号三牙轮钻头进行了台架试验及布齿结构参数优化设计,其结果表明利用该方法对钻头进行优化设计方便、快捷且可靠性高。     

牙轮钻头破岩的计算机仿真

牙轮钻头的破岩过程是通过牙齿直接完成的,清楚牙齿的破岩过程对研究牙轮钻头有重要意义。基于大型非线性动力分析有限元软件LS-DYNA,对牙轮钻头牙齿破岩过程进行计算机仿真。通过对不同齿形牙齿的破碎坑信息进行比较,合理的选择不同齿圈上牙齿的齿形,提高钻头的破岩效率。     

牙轮钻头破岩的计算机仿真

牙轮钻头的破岩过程是通过牙齿直接完成的,清楚牙齿的破岩过程对研究牙轮钻头有重要意义。基于大型非线性动力分析有限元软件LS-DYNA,对牙轮钻头牙齿破岩过程进行计算机仿真。通过对不同齿形牙齿的破碎坑信息进行比较,合理的选择不同齿圈上牙齿的齿形,提高钻头的破岩效率。     

单牙轮钻头在定向侧钻井中的推广应用

一、前言 钻头是影响定向侧钻机械钻速的重要因素之一,现在侧钻井常用的小尺寸钻头主要有三牙轮钻头、PDC钻头和单牙轮钻头,其中,三牙轮钻头最明显的缺点是轴承尺寸小,它主要靠冲击、压碎和小距离刮挤方式破岩,钻头接触井底的牙齿数变化大,牙齿受力不均匀,轴承使用寿命短;PDC钻头由于受结构和工作原理的限制,不仅工作时扭矩较大,牙齿的冲洗和冷却困难,而且它对地层岩性的敏感性较强,不适合钻进砾石地层和软硬交错的地层,目前胜利油田定向侧钻使用最多的就是江汉钻头厂生产的单牙轮钻头,     

地热井牙轮钻头齿孔内残余空气压力研究

牙轮钻头的钻齿与齿孔依靠过盈装配紧固。在牙齿结构设计中,牙齿根部必须存在倒角,牙齿和齿孔才能形成接触导向作用,使牙齿能够顺利压入孔内,在装配过程中,齿根倒角在一定程度上能够缓冲孔壁和孔底的应力集中现象,避免齿孔壁发生塑性变形失效影响固齿强度。由于在牙齿压入过程中,孔内空气无法被及时排出,会压缩在齿孔内部形成压力气体,在高温环境下压缩空气会受热膨胀,空气压力逐渐增大,此时残余空气对牙齿会存在轴向上压出的作用力。     

PDC-牙轮复合钻头在川西须家河组地层的应用

川西地区须家河组地层岩石致密、硬度高、可钻性差,常规牙轮和PDC钻头磨损快、使用寿命短,严重制约了钻井工程进度。针对以上难点,研究了PDC-牙轮复合钻头的破岩机理,优选KPM系列的2牙轮4刀翼复合钻头在川西地区进行试验。现场实践结果表明,PDC-牙轮复合钻头在地层研磨性强、软硬交错频繁的地层中具有良好的效果,机械钻速和进尺都大大提高,为川西地区复杂难钻地层的提速提效提供了参考。     

胜利钻井院可打捞井下蓄能式水力脉冲工具再获一发明专利

<正>近日,胜利油田钻井院申报的可打捞井下蓄能式水力脉冲工具被国家知识产权局授权为国家发明专利。在钻井过程中,由钻头压持机械破碎并从母岩分离开的岩屑往往被很大的压差压持在井底,这种现象被称为"岩屑压持效应"。这样被压持在井底的岩屑被重复切削后变成细粒岩屑,岩屑粉末混入钻井泥浆,影响泥浆性能和泥浆固相处理,在井壁形成虚滤饼,影响井壁稳定,细粉和井底的泥饼粘混在一起形成井底覆盖层在     

行星式PDC钻头驱动器扭矩平衡理论研究

针对定向钻井中,钻头与井底岩石之间的相互作用所产生的反扭矩使得工具面频繁偏离井眼预期设计轨道这个问题,国外研制出一种无反扭矩钻井装置并进行了初步的现场试验。本文从理论上建立了该装置实现反扭矩平衡的数学模型,分析探讨了该系统扭矩平衡时中心钻头和外部钻头转速比i与中心钻头半径大小的合理匹配关系。最后,为该系统的设计和优化提出了一些建议。     

关于牙轮钻头几何学基本方程的讨论

著名专家马德坤教授,基于普通三牙轮钻头基本结构,采用复合圆柱坐标系统创立了牙轮钻头几何学基本方程。该方程适用于牙轮实体不过顶时的钻头结构,当有部分牙轮实体过顶时,该方程不再适用。本文在已有牙轮钻头几何学基本方程的基础上,考虑牙轮过顶时的情况,推导扩充了牙轮钻头几何学基本方程。扩充后的几何学方程适用范围更广,为各种结构的牙轮类钻头研究提供了理论支持。     

牙轮、PDC钻头配合在营6-平12井轨迹控制中的应用

PDC钻头在定向井成功应用,可以大大提高机械转速,但由于PDC钻头在结构与钻进参数上的特殊性,造成了定向井中井眼轨迹控制方面上的难度;牙轮钻头恰恰相反,虽然在轨迹控制上更容易,但是其机械钻速却不能与PDC钻头同日而语。营6-平12井根据牙轮、PDC钻头的不同特点在现场施工过程中灵活配合使用,加之技术保证措施正确,各方面配合密切,取得了较好的经济效益和社会效益。     

控压钻井非线性模型预测控制器设计

本文提出了一种基于非线性模型预测控制器(NMPC),用于计算井涌控制过程中的环空井底压力。利用离散时间非线性系统优化方法,考虑钻头的流速,储层流入流速和储层压力的影响因素,建立控压钻井非线性模型预测控制器的模型。将所建立的NMPC模型与现场应用的比例积分导数控(PID)控制器的控制性能进行比较,结果证明NMPC对干扰的响应比PID控制器更快。     

采用PDC钻头技术提高鄂北气田的钻井速度

2003年以来,中石化华北分公司在鄂尔多斯北部气田全面推广使用了胜利石油管理局钻井工艺研究院最新研发的具有专利创新结构的P274MF-215.9型、P266MF-215.9型和P156M-215.9型等φ215.9mmPDC钻头,大大提高了钻井速度。PDC钻头的平均单只进尺是牙轮钻头的3.51倍,平均纯钻时间是牙轮钻头的2.37倍,平均机械钻速是牙轮钻头的1.48倍。     

吃深控制定向PDC钻头的研制及现场应用

采用常规定向PDC钻头定向时,由于PDC复合片十分锋利易吃入地层,因此PDC钻头的吃入能力很强,一方面产生的反扭矩大,另一方面,会造成工具面波动,因此现场更倾向于使用牙轮钻头,但是牙轮钻头却存在机械钻速低、进尺少和易掉牙轮等缺点。本文设计的具有专利结构的吃深控制定向井钻头克服了上述定向PDC钻头的缺点,在现场取得了很好的使用效果。     

钻头分析及选型

本文就在煤田地质钻探过程中常用的金刚石钻头、牙轮钻头、PDC钻头的工作原理,组成结构,破岩机理,选用原则等做一些简单的介绍。     

油用三牙轮钻头数控铣齿设备机械切削性能的研究与改进

油用三牙轮钢齿钻头的牙轮铣齿加工工序,一直是钻头生产线上很关键的一道工序,至今该工序配备有两台设备,是80年代初期从美国进口的专用铣齿机床。自从08年以来,钻头市场不断发生变化,钢齿牙轮钻头需求量上升、小尺寸、个性化产品种类繁多,因此,铣齿工序出现瓶颈及铣齿设备的重要性也日渐凸显出来。     

对三牙轮钻头现代设计方法的研究

简述了三牙轮钻机的基本构成,介绍了几种三牙轮钻头的现代设计方法,对计算机辅助设计(CAD)、优化设计、计算机仿真设计、模块化设计、有限元设计进行了总结和概述,对三牙轮钻机的性能和质量的提高有着比较重大的意义.     

物探冲旋钻头改进技术试验研究

本文进行了物探冲旋钻头失效分析及其相应改进技术的试验研究。研究结果表明,物探冲旋钻头的失效主要是钻头本体冲击端面出现麻点、剥落和表面下凹,花键断裂,以及钻头牙齿的磨损和断裂,主要原因是其工况条件复杂,受力状况较差,钻头本体和牙齿材料自身性能(如:硬度、耐磨性、耐冲击性等)不能满足这样复杂的工况条件等,采用钻头本体热处理工艺后,其强度、硬度和冲击韧性明显提高,有利于防止钻头冲击端面的疲劳破坏和花键侧面的塑性变形和压溃,以及提高钻头头部的耐磨性能。同时纳米复合材料在钻头牙齿中的应用,能有效改善牙齿的耐磨性和耐冲击性能,大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命。     

谈牙轮钻头钻进工艺原理

结合实际,谈谈牙轮钻头钻进工艺原理。     

风动潜孔锤钻探工艺在岩土工程中的应用

风动潜孔锤钻探工艺是以压缩空气作为动力带动孔内冲击器工作,钻头以冲击-回转破碎岩石,同时利用高压气流作为携粉介质。这种方法克服了常规钻进中单一的切削破碎缺陷及泥浆携粉带来的漏失及孔壁坍塌等缺点,具有钻进效率高、成孔质量好且成本较低的优势,是破碎坚硬岩石层及松散