本文關鍵詞：基于松遼深層的PDC鉆頭破巖機理研究　出處：《東北石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 松遼深層 PDC鉆頭 破巖機理 粘滑振動

【摘要】：隨著人們對油氣資源需求的增加,油氣勘探與開采進程不斷深入,勘探難度日益增加,井深從中淺層向深層、超深層延伸,破巖難度加大。松遼盆地發(fā)育中淺層和深層兩大套含油氣組合,中淺層以油為主,深層則以氣為主。但是,松遼盆地深部地層巖性復雜,使用常規(guī)牙輪鉆頭的機械鉆速低。而PDC鉆頭具有高硬度和高耐磨性的特點,其破巖效率高、鉆速快、壽命長、性能穩(wěn)定、綜合經濟效益顯著。因此針對現(xiàn)有深部地層牙輪鉆頭破巖效率低的問題,開展深層巖石力學性質的研究,揭示深部地層PDC鉆頭的破巖機理,對提高松遼深部地層的機械鉆速具有重要意義。本論文對松遼深層PDC鉆頭的破巖機理進行研究,闡明切削齒與巖石的相互作用關系,揭示出PDC鉆頭在深部地層鉆井過程中的粘滑振動現(xiàn)象,為PDC鉆頭在松遼深層的應用提供指導。本論文采用理論分析以及室內實驗的方法,進行了PDC鉆頭破巖機理的研究工作。具體內容如下:(1)分析了松遼深層巖樣的基本力學性質,通過單軸、三軸壓縮實驗,測試了不同巖性巖樣的全應力-應變關系曲線,計算了松遼深層巖樣的抗壓強度、彈性模量、泊松比、內聚力、內摩擦角和抗拉強度等參數(shù);(2)分析了PDC鉆頭的破巖特點,根據PDC齒與巖石相互作用關系,建立了井底條件下PDC齒侵入巖石的力學模型,得出了PDC齒壓入和切削時巖石破碎的條件;(3)建立了鉆頭的切削扭矩模型,并結合松遼深層巖石的力學性質分析了鉆頭的切削扭矩的影響因素;(4)根據鉆柱的運動特性,建立了鉆柱粘滑振動的力學模型,結合徐深7井實鉆參數(shù),分析了松遼深層鉆井粘滑振動的影響因素。
[Abstract]:With the increasing demand for oil and gas resources, oil and gas exploration and exploitation process further, the exploration difficulty is increasing, the depth from shallow to deep and ultra deep extension, rock breaking difficult. Shallow and deep development in Songliao Basin, two sets of oil and gas combination in shallow oil. In the deep gas. However, the deep strata in Songliao basin with complex lithology, the use of conventional roller bit drilling speed is low. While the PDC bit has high hardness and high wear resistance characteristics of the rock breaking drilling speed, high efficiency, long service life, stable performance, comprehensive economic benefit. Therefore according to the existing depth stratum cone bit rock breaking efficiency low, carry out deep research on rock mechanics properties of rock breaking mechanism, reveals the deep formation of PDC bit, to improve the drilling speed in deep formation has important significance. The rock breaking mechanism of Songliao deep PDC bit in this paper Make a research on the interaction, to elucidate the relationship between cutting and rock, revealing the PDC bit in the process of drilling deep in the stick slip vibration phenomenon, to provide guidance on the application of the PDC bit deep. This thesis uses the theoretical analysis and indoor experiment, studied the rock breaking mechanism of PDC bit. The specific contents are as follows: (1) analysis of the basic mechanical properties of deep rock in Songliao, through a single axis, three axis compression test, the complete stress-strain curves of different lithology rock test, compressive strength of rock, Songliao deep to calculate the elastic modulus, Poisson's ratio, cohesive force, internal friction angle and tensile strength other parameters; (2) analysis of rock breaking characteristics of PDC bit, according to the PDC interaction between tooth and rock, established the mechanical model of PDC under the condition of intrusive rock bottom teeth, the tooth PDC pressing and cutting rock cut conditions; (3 ) established the cutting torque model of drill, and combined with the mechanical properties of deep rock in Songliao to analyze the factors affecting the cutting torque of drill; (4) according to the motion characteristics of the drill string, establishes the mechanical model of the drill string vibration, combined with the well Xushen 7 drilling parameters, analyzed the influence factors of the deep drilling the stick slip vibration.

【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE921.1

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