【摘要】：為了解決PDC鉆頭鉆遇硬地層時(shí)出現(xiàn)的機(jī)械鉆速低、鉆頭粘滑振動(dòng)失效快等問(wèn)題,提出了PDC鉆頭復(fù)合沖擊鉆井破巖新技術(shù),并對(duì)該技術(shù)的提速機(jī)理進(jìn)行了研究。根據(jù)建立的PDC鉆頭受單向軸向沖擊及復(fù)合沖擊時(shí)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型,對(duì)PDC鉆頭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析,并利用ABAQUS軟件對(duì)巖石受單向軸向沖擊及復(fù)合沖擊時(shí)所受的剪切力進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果表明,PDC鉆頭受單向軸向沖擊時(shí)切削齒的切削深度會(huì)增加,但是會(huì)造成PDC鉆頭扭轉(zhuǎn)振動(dòng);復(fù)合沖擊大大提高了PDC鉆頭對(duì)巖石的剪切作用,降低了巖石的阻抗扭矩,從而抑制了PDC鉆頭受單向軸向沖擊所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。研究表明,PDC鉆頭復(fù)合沖擊鉆井破巖新技術(shù)能夠增加切削齒的切削深度并抑制扭轉(zhuǎn)振動(dòng),提高硬地層的機(jī)械鉆速。
[Abstract]:In order to solve the problems of low mechanical drilling speed and fast stick-slip vibration failure of PDC bit drilling in hard formation, a new rock breaking technology of PDC bit compound impact drilling is put forward, and the mechanism of speed increase is studied. According to the torsional vibration model of PDC bit subjected to unidirectional axial impact and compound impact, the motion law of PDC bit is analyzed, and the shear force of rock subjected to unidirectional axial impact and compound impact is simulated by ABAQUS software. The simulation results show that the cutting depth of the cutting teeth of PDC bit will increase, but it will cause the torsional vibration of PDC bit, and the composite impact greatly improves the shear effect of PDC bit on rock, reduces the impedance torque of rock, and thus suppresses the torsional vibration of PDC bit subjected to unidirectional axial impact. The results show that the new rock breaking technology of PDC bit compound impact drilling can increase the cutting depth of cutting teeth, restrain torsional vibration and increase the drilling speed of hard formation.
【作者單位】： 中國(guó)石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院;北京工業(yè)大學(xué);
【基金】：國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“低滲透油氣藏高效開(kāi)發(fā)鉆完井技術(shù)”(編號(hào):2016ZX05021-003)部分研究?jī)?nèi)容 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“控壓鉆井井筒多相流體瞬態(tài)變質(zhì)量流動(dòng)理論及工況解釋方法研究”(編號(hào):51274045)資助
【分類(lèi)號(hào)】：TE242

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