傳統(tǒng)的振動(dòng)沖擊提速方式將水力轉(zhuǎn)換為沖擊振動(dòng)力,增加鉆頭的破巖效果,但其是以犧牲井身質(zhì)量來(lái)進(jìn)行提速,無(wú)法滿足既保證井身質(zhì)量又能提高機(jī)械鉆速的技術(shù)要求。鑒于此,開(kāi)發(fā)了沖擊螺桿鉆井技術(shù)。沖擊螺桿鉆井技術(shù)是在常規(guī)螺桿鉆具的基礎(chǔ)上,結(jié)合沖擊鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)而形成的新型鉆井提速技術(shù)。通過(guò)將螺桿鉆具與沖擊振動(dòng)原理相結(jié)合,將鉆壓轉(zhuǎn)換為沖擊力,具有較高的沖擊載荷,能夠大幅提高鉆頭的破巖效率;同時(shí)由于振動(dòng)沖擊頻率穩(wěn)定,可有效保持鉆頭的平穩(wěn)工作狀態(tài),對(duì)鉆頭起到了保護(hù)作用,延長(zhǎng)了鉆頭的井下使用壽命。GCY-I型沖擊螺桿鉆井提速工具在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中,共計(jì)進(jìn)尺541 m,鉆井周期比設(shè)計(jì)周期縮短了8.95 d,創(chuàng)該區(qū)塊最快鉆速、最短三開(kāi)鉆進(jìn)周期記錄�，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明,沖擊螺桿鉆井提速技術(shù)既可大幅提高機(jī)械鉆速,又能滿足井身質(zhì)量要求,應(yīng)用前景廣闊。 

【文章來(lái)源】：石油機(jī)械. 2020,48(10)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

GCY-Ι型沖擊螺桿鉆井提速工具結(jié)構(gòu)示意圖

在鉆井過(guò)程中，沖擊部分的外筒與上部螺桿部分的定子相連接，因此，該外筒與下接頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相比呈相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。嚙合凸輪組由定凸輪和動(dòng)凸輪構(gòu)成，如圖2所示。定凸輪由凸輪座與鼓輪組成，并通過(guò)螺栓安裝在外筒內(nèi)的臺(tái)階面處。動(dòng)凸輪與下接頭連接在一起。如圖2b所示，動(dòng)凸輪上設(shè)計(jì)有3個(gè)與定凸輪鼓輪相嚙合的弧形凸輪，當(dāng)花鍵心軸帶動(dòng)下接頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)凸輪在下接頭的帶動(dòng)下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，動(dòng)凸輪的弧形凸輪與定凸輪的鼓輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)位移。凸輪嚙合運(yùn)動(dòng)如圖3所示。

如圖2b所示，動(dòng)凸輪上設(shè)計(jì)有3個(gè)與定凸輪鼓輪相嚙合的弧形凸輪，當(dāng)花鍵心軸帶動(dòng)下接頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)凸輪在下接頭的帶動(dòng)下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，動(dòng)凸輪的弧形凸輪與定凸輪的鼓輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)位移。凸輪嚙合運(yùn)動(dòng)如圖3所示。當(dāng)動(dòng)凸輪與定凸輪處于圖3a所處位置時(shí)，動(dòng)凸輪在下接頭的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至圖3b所處位置時(shí)，定凸輪鼓輪與動(dòng)凸輪的弧形凸輪凹底嚙合接觸，從而形成一次振動(dòng)沖擊作用;動(dòng)凸輪在下接頭的帶動(dòng)下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至圖3a所處位置時(shí)，定凸輪的鼓輪與動(dòng)凸輪的弧形凸輪凸頂嚙合接觸，隨著動(dòng)凸輪的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，又一次到達(dá)圖3b所處位置，此時(shí)產(chǎn)生第二次振動(dòng)沖擊。動(dòng)凸輪與定凸輪的鼓輪產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)位移通過(guò)嚙合接觸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，產(chǎn)生嚙合接觸的作用力來(lái)自于上部鉆柱的鉆壓作用，且這種嚙合接觸所帶來(lái)的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)位移是連續(xù)的過(guò)程，從而產(chǎn)生連續(xù)的高頻沖擊力，并通過(guò)下接頭直接作用于鉆頭，為鉆頭的破巖提供輔助沖擊力，同時(shí)提高機(jī)械鉆速。


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