本文關(guān)鍵詞：針對(duì)硬塑性泥頁巖的高性能PDC鉆頭的設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 硬塑性泥巖 PDC鉆頭 個(gè)性化設(shè)計(jì) 頁巖氣

【摘要】：當(dāng)前常規(guī)天然氣資源經(jīng)過長期開采已逐步衰竭,頁巖氣等非常規(guī)天然氣資源已引起新的重視,隨著資源能源日益匱乏,作為傳統(tǒng)天然氣的有益補(bǔ)充,人們逐漸意識(shí)到頁巖氣的重要性,但采集比傳統(tǒng)天然氣困難。眾所周知,硬塑性泥巖及頁巖的地層具有結(jié)構(gòu)致密、不易切削等特殊性,因此設(shè)計(jì)出一種可靠性高、攻擊性和吃入能力強(qiáng)的PDC鉆頭是高效、快速開采頁巖氣的關(guān)鍵因素。本文分析和研究了四川威遠(yuǎn)及尼日爾Agadem區(qū)塊的地質(zhì)構(gòu)造,通過縱波時(shí)差、密度、伽馬、補(bǔ)償中子等測井?dāng)?shù)據(jù),進(jìn)行巖性分析計(jì)算后,得出塑性系數(shù)、研磨性指數(shù)、抗壓強(qiáng)度、內(nèi)摩擦角、壓入硬度等巖性數(shù)據(jù),并通過大量的臺(tái)架試驗(yàn)建立數(shù)學(xué)模型得出鉆頭設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù);結(jié)合動(dòng)平衡分析、水力有限元模擬及空間布齒優(yōu)化計(jì)算等手段,解決針對(duì)硬塑性泥巖及頁巖地層的壓入與剪切難題,最終制定了鉆頭總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)設(shè)計(jì)出的鉆頭進(jìn)行生產(chǎn)制造后進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:215.9GS516型PDC鉆頭實(shí)際下井后,與史密斯MDI516型PDC鉆頭對(duì)比,進(jìn)尺從481m提升至488m,機(jī)械鉆速從6.62m/h提升至7.81m/h;215.9GN516的PDC鉆頭在硬質(zhì)泥巖中,切削齒無明顯磨損,鉆頭新度達(dá)95%,完全可以二次下井使用,且用鉆頭規(guī)測量保徑部分無縮徑現(xiàn)象。215.9GN516型PDC在Donga層位平均機(jī)械鉆速比4只牙輪高出320%,比其他型號(hào)PDC鉆頭機(jī)械鉆速高出136%,表明該設(shè)計(jì)思路的正確性。完成了針對(duì)硬塑性泥頁巖地層高性能PDC鉆頭定型及推廣應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的高性能PDC鉆頭,有效提高了針對(duì)硬塑性泥巖及頁巖地層鉆頭鉆進(jìn)速度、延長了鉆頭使用壽命,提升了鉆井經(jīng)濟(jì)效益,與國內(nèi)外同地層鉆頭使用數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比機(jī)械鉆速及效果指數(shù)提高了15%~30%,達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平。
【關(guān)鍵詞】：硬塑性泥巖 PDC鉆頭 個(gè)性化設(shè)計(jì) 頁巖氣
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE921.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-10
• 1.1 本文研究的目的與意義8
• 1.2 本文研究的主要內(nèi)容8-10
• 第2章 研究區(qū)域的巖性數(shù)據(jù)分析10-26
• 2.1 四川威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊巖性數(shù)據(jù)分析10-18
• 2.1.1 四川威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊概述11
• 2.1.2 工程設(shè)計(jì)11-13
• 2.1.3 地質(zhì)資料分析13-16
• 2.1.4 測井資料16-18
• 2.2 尼日爾Agadem區(qū)塊巖性數(shù)據(jù)分析18-24
• 2.2.1 尼日爾Agadem區(qū)塊概述18-19
• 2.2.2 工程設(shè)計(jì)19
• 2.2.3 地質(zhì)資料19-22
• 2.2.4 測井資料22-24
• 2.3 基礎(chǔ)分析24-26
• 第3章 鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-37
• 3.1 冠部設(shè)計(jì)26-30
• 3.2 空間布齒設(shè)計(jì)30-31
• 3.3 水力布局設(shè)計(jì)31-36
• 3.3.1 內(nèi)流道設(shè)計(jì)32-33
• 3.3.2 噴嘴設(shè)計(jì)33-34
• 3.3.3 水力參數(shù)計(jì)算34-35
• 3.3.4 流道建模35-36
• 3.4 鉆頭整體設(shè)計(jì)方案36-37
• 第4章 臺(tái)架試驗(yàn)及理論優(yōu)化分析37-47
• 4.1 鉆頭模擬鉆進(jìn)試驗(yàn)機(jī)簡介37-40
• 4.2 復(fù)合片單齒實(shí)驗(yàn)40-44
• 4.2.1 復(fù)合片性能實(shí)驗(yàn)40-41
• 4.2.2 復(fù)合片臺(tái)架實(shí)驗(yàn)41-44
• 4.3 鉆頭臺(tái)架實(shí)驗(yàn)44-47
• 4.3.1 模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理44-45
• 4.3.2 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析45-47
• 第5章 現(xiàn)場應(yīng)用47-56
• 5.1 鉆頭制造加工47-50
• 5.1.1 數(shù)控加工47-49
• 5.1.2 成品檢驗(yàn)49-50
• 5.2 現(xiàn)場試驗(yàn)50-56
• 5.2.1 四川威遠(yuǎn)區(qū)塊50-52
• 5.2.2 尼日爾Agadem區(qū)塊52-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 附錄A 附錄內(nèi)容名稱59-61
• 作者簡介、發(fā)表文章及研究成果目錄61-62
• 致謝62-63

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