冲击螺杆钻具结构设计与参数优化

作     者：姜华 李军 张鹏翔 汪伟 查春青 Jiang Hua;Li Jun;Zhang Pengxiang;Wang Wei;Zha Chunqing

作者机构：中国石油大学(北京)石油工程学院 中石化华东石油工程有限公司 中石油西部钻探吐哈钻井公司 北京工业大学材料与制造学部 

基　　金：国家自然科学基金项目“钻井复杂工况井下实时智能识别系统研制”(52227804)、“特深井复杂温度场测量与井筒压力剖面控制基础研究”(U22B2072) 中国石油-中国石油大学(北京)战略合作项目“准噶尔盆地玛湖中下组合和吉木萨尔陆相页岩油高效勘探开发理论及关键技术研究”(ZLZX2020-01) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2024年第52卷第4期

页      码：49-55页

摘      要：为了高效钻进硬岩地层,将螺杆钻具的大扭矩与轴向冲击工具的高频低幅冲击特性相结合,研制了一种冲击螺杆钻具。在工具结构原理讨论的基础上,建立了轴向冲击短节的冲锤运动控制方程,分析了冲锤的运动特性,并以工具冲击功和最大能量利用率为评价指标,采用正交试验方法对主要工具结构参数进行了优化研究。研究结果表明:冲锤往复运动过程为加速度逐渐减小的非线性加速运动,节流喷嘴直径和冲锤运动行程是影响冲击功的主要因素,而冲锤质量、承压面积和腔体通孔面积是次要因素。节流喷嘴直径和冲锤承压面积是影响最大能量利用率的主要因素;而冲锤运动行程、冲锤质量和腔体通孔面积是次要因素。所得结论可为对冲击螺杆钻具的进一步优化设计和现场应用提供参考。

主 题 词：冲击螺杆钻具 运动特性 正交试验 冲击功 最大能量利用率 

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

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2024.04.007

馆 藏 号：203126108...