摘要：YDC型液动锤是一种适用于油气钻井的新型阀式双作用液动锤,因其内部压力匹配关系复杂、影响冲击性能的因素多,难以依靠经验和试验的方法找到各种因素的最佳匹配关系。为此,在分析该液动锤工作原理的基础上,对其主要运动部件——阀芯和冲锤进行了受力分析,建立了阀芯和冲锤各个工作阶段的动力学模型;基于Matlab软件平台开发了液动锤性能优化设计软件,并将软件计算的性能参数结果与室内试验的结果进行了对比。结果表明:(1)单次冲击功、冲击频率和冲击功率,随泵排量的增大或节流嘴直径的减小而增大,随冲锤上下腔面积差的增大而先增大后减小;(2)单次冲击功和冲击功率随冲锤质量的增大而增大,但冲击频率缓慢下降;(3)随着冲锤行程的增大,单次冲击功呈增大趋势,而冲击频率则呈下降趋势,冲击功率基本保持不变;(4)随着阀芯质量的增大,单次冲击功呈增大趋势,但冲击频率和冲击功率均下降;(5)单次冲击功和冲击功率最优时的参数组合是a5b1c5d4e3f2,排量对单次冲击功和冲击功率的影响最大。结论认为,在现有钻井泵排量和泵压条件下,通过改进液动锤的结构来实现大的做功排量,可有效提高液动锤的冲击性能。

摘要：跟随机构应用在井下控制工具中,既可作为主轴执行机构的前驱机构,也可作为示位机构,锥形节流口是其核心结构,目前没有针对锥形节流口压降的相关求解分析。为此,重点研究了锥形节流口的压降问题,首次给出压降计算方法和计算公式。介绍了跟随机构的结构、工作原理,同时对机构进行了动力学分析,分析了主要参数的动态特性,并建立了系统传递函数,从控制原理的角度分析了机构的工作特性。研究内容对锥形节流口压降计算和跟随机构的整体设计与使用具有指导意义。

摘要：粒子冲击钻井技术作为高效破岩的前沿技术,有望成为一项解决高研磨性地层钻井速度慢的新型破岩技术,先导性试验评价是理论研究成果进入工业化应用阶段之前不可或缺的重要环节.为此,开展了粒子射流冲击破碎大理岩的室内实验,在粒子射流速度大于100m/s,冲击频率约为500万次/min的实验条件下,粒子射流的破岩体积是水射流破岩体积的3～4倍.进而设计了粒子钻井的工艺流程,研制出与之配套的粒子注入系统、粒子冲击钻头及粒子回收系统,其中关键设备高压粒子罐工作压力为30MPa,磁选机的处理量介于70～120 m3/h,渣浆泵排量为65 m3/h,满足了粒子钻进的安全均匀注入与粒子高效的回收.在四川盆地龙岗气田022 H7井的上三叠统须家河组高研磨性的砂岩地层中成功地开展了第1次现场试验,试验井段比该井上部井段的机械钻速提高了92.7％,表明该技术在提高钻井速度方面具有广阔的应用前景.

摘要：为提高钻井机械钻速,通过充分利用钻井液的水力能量,提高井下钻头的射流压力,井下螺杆增压装置以机械螺旋换向代替了以往井下增压装置的液压转换等结构,具有结构简单、效率高等优点。为此,在分析现有井下螺旋斜槽式增压器的基础上,提出了拨叉式螺杆高压喷射复合钻井提速技术,设计出了一种双拨叉式增压换向机构,优化了螺杆马达参数并提出改进方案,最后通过现场试验验证了改进设计的正确性,改进后的井下增压装置在现场相同钻进条件下试验,同邻井同井段平均机械钻速比较,钻速提高了39.72%。

摘要：粒子回收系统是粒子冲击钻井中的一个重要系统,它的好坏关系到粒子能否实现循环利用和钻井液的正常循环。而磁选机是此系统关键的粒子回收设备,对于它的研究可以有效地降低粒子损失率,从而节约钻井成本。为此,通过对磁选机的理论研究,设计了符合粒子回收系统适用的磁选机。通过磁选机的实验,得出了不管是纯粒子还是粒子和岩屑的混合物,磁选机回收粒子的效率都在97%以上。建议尽量降低钻井液的黏度且保持钻井液的清洁,使磁选机处在一个良好的磁选环境;保持磁选机滚筒表面的清洁,及时用清水清洗滚筒表面黏附的固相物,使磁选机滚筒表面具有较强的磁场强度,便于吸附粒子。

摘要：为了使水泥浆在候凝阶段产生振动,提高固井质量和界面胶结强度,研制了一种固井电力振动器。该振动器通过高温电池组提供电能,带动高温电机产生振动,安装在管柱的底端,不会改变常规固井工艺。通过结构设计和力学分析,对该工具的激振力进行了计算,其最大激振力为1 732 N。运用能量法,结合某井的参数,对该工具在安装有弹性扶正器的直井套管产生的振幅进行了分析,得出了其在弹性扶正器处产生的振幅计算模型,为井下振动固井工具的现场试验提供了理论指导。

摘要：目前锂离子电池(LIB)组是井下电能的主要来源,但LIB技术存在一系列缺陷:成本、充电周期的限制、废物处理问题和可能出现的安全隐患。该文着力研究一种井下电能提供单元井下永磁同步发电机。在分析井下外转子永磁同步发电机设计特点的基础上,利用Matlab软件对一台改造后的2500 r/min、600 W的井下永磁同步发电机样机进行了电磁设计分析并得到性能参数。通过函数分析了各个参数和空载输出电压的关系,并对发电机样机进行试验及结果分析。

摘要：堵孔圆板机构在实际工程应用中经常可以用到,但如何计算该机构相关各处的压力值及压降,目前没有相关介绍。为此,分析了堵孔圆板机构的压降问题,重点解决了环形平板沿程压降问题和环形平板局部压降问题,利用积分中值等效法和积分精确求解法推导出了压降的计算公式,并辅以试验方法进行公式修正。研究结果对于堵孔圆板机构的设计与现场应用具有一定的指导意义。

摘要：容积式金属叶片马达是一种适用于微小井眼钻修井作业、高温井、复杂泥浆体系等条件下的新型井下动力钻具。其定子材料为金属,克服了螺杆钻具定子橡胶的不足。为了分析金属叶片马达的运动特性,基于圆柱绕流理论,研究了马达内部高、低压腔的形成机理。建立了阀口节流棒升力数学模型,分析了阀口节流棒涡运动的规律以及配流壳体开口的特殊方式对压力分布的影响。研究内容及结果可为容积式金属叶片马达的设计提供理论依据。

摘要：文章简单介绍了在井下记录仪的作用原理,重点介绍记录仪中使用的Flash K9K8G08UOM存储器的功能、特性和操作指令,硬件电路连接图,分析了K9K8G08UOM的各种工作状态,并编写了相应的时序程序流程,最后结合GUI上位机显示软件,对Flash中存储的数据进行回放,验证测试程序的正确性。该大容量高速度的存储器的应用解决了旋转导向钻井中大量数据存储的问题。