基于力-构-能模型的钻井法凿井钻进参数设计思路与方法

作     者：赵一超 宋朝阳 刘志强 王强 荆国业 孙建荣 王媛 ZHAO Yichao;SONG Zhaoyang;LIU Zhiqiang;WANG Qiang;JING Guoye;SUN Jianrong;WANG Yuan

作者机构：陕西延长石油榆林可可盖煤业有限公司陕西榆林市719000 北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52004125) 

出 版 物：《建井技术》 (Mine Construction Technology)

年 卷 期：2024年第45卷第3期

页      码：1-9,43页

摘      要：竖井钻机钻井法是实现井筒机械化、无人化和智能化建设的重要技术之一。西部弱胶结地层钻井法凿井基岩破碎难、刀具损坏率高、糊齿和吸渣口堵塞等现象突出,高钻压、排渣不及时、泥包钻头易导致钻头憋死,而大扭矩钻进又发生了钻杆断裂、钻具掉落等事故,进尺缓慢和反复提钻维修、钻具打捞导致钻井工效极低,主要原因是钻头结构及其刀具布置不合理、钻进参数与岩石条件不匹配、破岩与排渣效率不协调。为解决弱胶结地层钻井法凿井“破不掉、排不出、进尺慢、能耗高”的现实难题,梳理了竖井钻机钻头破岩钻进技术现状及存在的问题,以“系统”和“过程”为基本观点,提出了基于力-构-能协调模型的钻进参数设计思路与方法,应重点围绕弱胶结地层钻井法凿井钻头结构设计及其力学特征、基于钻头滚刀运动轨迹的滚刀布置、基于气-液-固耦合流场的排渣效率优化以及基于能量转化机制的钻进参数优化4个主要方面开展研究,进而形成融合钻头结构、滚刀布置、洗井排渣和能量消耗等多因素的钻头高效钻进参数设计方法,为西部弱胶结地层钻井法凿井低能耗破岩、高效率排渣和破-排效率协调作业提供支撑,推动竖井钻机钻井法在西部弱胶结地层凿井中的应用。

主 题 词：建井技术 弱胶结地层 竖井钻机钻井法 机械破岩 气举反循环 钻进参数 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

D　O　I：10.19458/j.cnki.cn11-2456/td.2024.03.001

馆 藏 号：203128459...