發(fā)布時間：2018-01-20 04:45

  本文關(guān)鍵詞： 旋轉(zhuǎn)沖擊 鉆井工具 螺桿 沖擊載荷 計算模型 性能測試　出處：《石油鉆探技術(shù)》2016年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了解決常見旋沖鉆井工具沖擊力小、沖擊頻率不穩(wěn)定的問題,設(shè)計研制了彈性蓄能激發(fā)式旋沖鉆井工具,將彈性蓄能元件與凸輪機構(gòu)結(jié)合,利用螺桿馬達帶動齒形沖擊振套碰撞產(chǎn)生沖擊載荷�；跊_擊動力學理論建立了該工具沖擊參數(shù)計算模型,利用鉆井泵和高速力值采集系統(tǒng)開展了工具樣機沖擊特性測試研究。試驗結(jié)果表明,該工具沖擊載荷曲線形態(tài)接近于簡諧曲線,沖擊載荷峰值為18~43kN,沖擊載荷隨彈性元件壓縮量增大而增大;沖擊頻率為25.7~37.2Hz,可以由鉆井泵流量調(diào)節(jié)。根據(jù)力學分析和試驗結(jié)果,該工具沖擊頻率為螺桿馬達轉(zhuǎn)速與沖錘齒數(shù)的乘積,且與鉆井液排量成正比;沖擊載荷與彈性元件壓縮量呈冪函數(shù)增加關(guān)系,與齒面變形系數(shù)呈冪函數(shù)增加關(guān)系;沖擊作用時間與沖錘質(zhì)量呈冪函數(shù)增加關(guān)系,與齒面變形系數(shù)呈冪函數(shù)減小關(guān)系。彈性蓄能激發(fā)式旋沖鉆井工具的研制和特性分析,為旋沖鉆井技術(shù)的發(fā)展提供了一種新的設(shè)計方法和技術(shù)思路。
[Abstract]:In order to solve the problems of low impact force and unstable impact frequency of common rotary drilling tools, an elastic energy storage exciting rotary drilling tool is designed and developed, which combines the elastic energy storage element with the cam mechanism. Based on the impact dynamics theory, the impact parameter calculation model of the tool is established. The impact characteristics of the tool prototype are tested by drilling pump and high speed force acquisition system. The experimental results show that the shape of the tool impact load curve is close to the simple harmonic curve. The peak value of impact load is 18 ~ 43kN, and the impact load increases with the increase of elastic element compression. The impact frequency is 25.7Hz37.2 Hz, which can be adjusted by the flow rate of the drilling pump. According to the mechanical analysis and test results, the impact frequency of the tool is the product of the screw motor speed and the number of hammer teeth. And directly proportional to drilling fluid discharge; The relation between the impact load and the compression of elastic element is power function and the coefficient of tooth surface deformation is power function. The relationship between the impact time and the mass of the hammer is power function, and the power function decreases with the deformation coefficient of the tooth surface. The development and characteristic analysis of the elastic energy storage excited rotary drilling tool are presented. It provides a new design method and technical train of thought for the development of rotary drilling technology.
【作者單位】： 中國石油大學(華東)石油工程學院;
【基金】：國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”課題“西部山前復雜地層安全快速鉆井技術(shù)”(編號:2011ZX05021-001)部分研究內(nèi)容
【分類號】：TE92
【正文快照】： 旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井技術(shù)(簡稱旋沖鉆井)提高了鉆頭牙齒的吃入深度,形成大體積的巖屑剪切和破碎,是現(xiàn)有條件下提高深井、超深井鉆速的有效途徑之一[1-2]。研究表明,旋沖鉆井工具的沖擊載荷、沖擊頻率等參數(shù)是影響鉆頭破巖效率的關(guān)鍵[3]。根據(jù)地層巖石軟硬程度,鉆井時通常選擇沖擊器的

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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【共引文獻】

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本文編號：1446900