旋转冲击钻井提速装置的研制与应用

作     者：张昕 乔东宇 王新 王新东 李富强 赵益书 唐顺东 汤历平 徐小喧 ZHANG Xin;QIAO Dongyu;WANG Xin;WANG Xindong;LI Fuqiang;ZHAO Yishu;TANG Shundong;TANG Liping;XU Xiaoxuan

作者机构：中国石油集团西部钻探工程有限公司工程技术研究院 新疆大学机电工程学院 中国石油集团西部钻探工程有限公司工程处 中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院 西南石油大学机电工程学院 

基　　金：国家自然科学基金“基于岩石动态本构的轴扭复合冲击作用下PDC单齿破岩机理研究”(编号:51904262) 

出 版 物：《钻采工艺》 (Drilling & Production Technology)

年 卷 期：2022年第45卷第5期

页      码：106-111页

摘      要：螺杆钻具配合PDC钻头钻井技术广泛应用于深部地层的钻进中,该钻井方式中钻头主要采用剪切破岩方式,对研磨性地层效果不佳。深部研磨性地层岩石强度高、研磨性强,钻齿常无法有效地吃入地层,机械钻速普遍较低。针对这一难题,研制了旋转冲击钻井提速装置,用于在常规钻井方式的基础上对钻头施加高幅低频的轴向冲击载荷。旋转冲击一方面在对岩石冲击后形成破碎坑便于钻齿吃入,另一方面对钻头施加周期性的钻压,改善钻头的破岩状态并大幅提高机械钻速。在给出旋转冲击钻井提速装置结构与工作原理的基础上,开展了冲击频率、冲击力、冲击功和关键零件强度等计算,分析表明所设计结构满足现场对复合钻进的要求。该装置在玉门油田鸭西区块进行了现场测试,将PDC钻头与旋转冲击结合的钻进和同一井上趟钻的PDC钻头与螺杆钻具的钻进对比,结果表明采用旋转冲击时机械钻速提高113%。

主 题 词：旋转冲击 深部地层 螺杆钻具 机械钻速 冲击参数 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/J.ISSN.1006-768X.2022.05.19

馆 藏 号：203115487...