發(fā)布時(shí)間：2019-01-08 14:11

【摘要】：水平井鉆進(jìn)過(guò)程中往往因攜巖不利、清巖不及時(shí),低邊堆積的巖屑床會(huì)導(dǎo)致托壓、底部鉆具組合黏托甚至卡鉆等問(wèn)題。為此,在分析巖屑床形成原因的基礎(chǔ)上,基于赫姆霍茲振蕩腔脈沖生成、射流泵和高壓射流等理論,設(shè)計(jì)了一種新型水平井赫姆霍茲式脈沖內(nèi)磨鉆頭——該鉆頭依靠高速脈沖射流輔助破巖、反向射流負(fù)壓抽汲鉆頭底部鉆屑以及內(nèi)磨削結(jié)構(gòu)減小鉆屑粒徑,實(shí)現(xiàn)了高效清巖破巖,減小壓持效應(yīng),清除水平井巖屑床。進(jìn)而分別建立了脈沖生成裝置、高效破巖裝置、反向抽汲裝置的水力模型。模擬計(jì)算結(jié)果表明:①諧振最優(yōu)流量隨進(jìn)給腔直徑、反饋腔直徑的增大而增大,隨諧振腔直徑的增大而減小,諧振最優(yōu)流量與各因素近似呈線(xiàn)性關(guān)系;②反向抽汲裝置的最優(yōu)流量比隨無(wú)量綱流量比先增大后減小,隨無(wú)量綱面積比的增大而減小;③通過(guò)算例分析得到赫姆霍茲振蕩腔固有頻率為24.00 Hz,諧振最優(yōu)流量為23.92 L/s,最優(yōu)流量比為0.59,并經(jīng)實(shí)例分析驗(yàn)證了水力模型的準(zhǔn)確性。結(jié)論認(rèn)為,該新型鉆頭為解決巖屑床的堆積問(wèn)題提供了一種新的方案。
[Abstract]:During horizontal well drilling, the rock carrying is unfavorable and the rock cleaning is not timely. The low side accumulated cuttings bed will lead to the problems of supporting pressure, bottom drilling tool combination sticker and even drilling jam and so on. Therefore, on the basis of analyzing the cause of formation of cuttings bed, based on the theory of Hem Hortz oscillation cavity pulse generation, jet pump and high pressure jet, A new type of Hem Holtz pulse internal grinding bit in horizontal well is designed, which relies on high speed pulse jet to assist rock breaking, reverse jet negative pressure swabbing bit bottom cuttings and internal grinding structure to reduce the diameter of drilling debris, thus realizing high efficiency in clearing rock and breaking rock. Reduce the pressure holding effect and clear the cuttings bed of horizontal well. Furthermore, the hydraulic models of pulse generating device, high-efficiency rock breaking device and reverse swabbing device are established respectively. The simulation results show that: 1 the optimal resonant flow rate increases with the diameter of the feed cavity and the diameter of the feedback cavity, and decreases with the increase of the diameter of the resonator. The optimal flow rate of the resonator is approximately linear with each factor; (2) the optimal flow ratio of the reverse swabbing device increases first and then decreases with the dimensionless flow ratio, and decreases with the increase of the dimensionless area ratio; 3 through the example analysis, the optimal flow rate is 23.92L / s and the optimal flow ratio is 0.59. the natural frequency of the Hem hotz oscillation cavity is 24.00 Hz, and the optimal flow ratio is 0.59.The accuracy of the hydraulic model is verified by the example analysis. The conclusion is that the new bit provides a new scheme for solving the accumulation problem of cuttings bed.
【作者單位】： 中國(guó)石油大學(xué)石油工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目“復(fù)雜油氣井鉆井與完井基礎(chǔ)研究”(批準(zhǔn)號(hào):51521063) 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“鉆井工藝及井筒工作液關(guān)鍵技術(shù)研究”(編號(hào):2016YFC03303)
【分類(lèi)號(hào)】：TE921.1

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本文編號(hào)：2404712