摘要：为提高深井钻井速度、延长钻头寿命及提高钻头破岩效率,以释放井底应力降低岩石抗钻能力为理论基础,设计并加工了中心外凸、中心内凹两种中部切削结构的PDC钻头,并与普通PDC钻头开展破岩效果对比实验。实验结果表明,与普通钻头相比,中心内凹钻头破岩钻进速度最大增幅达到了336%,中心外凸钻头破岩钻进速度最大增幅达到了89%。实验证明了释放井底应力来降低井底岩石抗钻能力可以提高破岩效率,为高效钻头的研制提供了参考。

摘要：由于钻井过程中载荷具有冲击性、不稳定性,螺杆钻具联接螺纹失效率居高不下。为提高螺杆钻具使用寿命,利用ANSYS建立了2-7/8REG和4-1/2REG螺纹分别在压力、弯矩、转矩3种载荷条件下的三维有限元分析模型,建立了减应力槽、切削第一啮合齿、双台肩3种优化结构,在3种载荷条件下对3种优化结构的力学行为和优化效果进行了对比分析,为螺杆钻具螺纹不同主失效原因的结构优化提供了选择依据。研究表明:压力载荷条件下的应力集中仅双台肩结构发生降低,降低比例为40%左右;弯矩载荷条件下,降低应力集中程度由大到小的结构顺序为减应力槽、切削第一啮合齿、双台肩;转c3矩载荷条件下,减应力槽结构能够降低以4-1/2REG螺纹为例的大型螺纹的应力r集3中,比例为12.7%,但会加重以2-7/8REG螺纹为例的小型螺纹的应力集中,此外,切削第一啮合齿和双台肩结构的降低程度均在10%左右。