摘要：借鉴金刚石钻头的设计理论,针对随钻扩眼器切削刀翼的特殊性,提出了一套专门适用于液压控制式双向随钻扩眼器刀翼冠部形状设计与布齿的理论及方法。应用该理论方法设计的扩眼刀翼既能满足扩眼作业的需要,又易于刀翼的加工制造。

摘要：Φ76三翼PDC钻头在钻井试验中,钻进速率有了明显的提高,但也有堵塞喷嘴、排屑不畅等情况发生,影响了钻井效率的提高。基于PDC钻头理论和计算流体力学原理,对钻头刀翼形状进行优化,设计出新钻头,并运用Fluent软件进行井底流场模拟分析,得到刀翼形状对井底清洗的影响规律。提升了钻头的井底清洗返屑能力,提高了Φ76三翼PDC钻头的性能。

摘要：扩眼机构是射频识别控制随钻扩眼器的关键部件之一,其结构与性能关系着随钻扩眼器的成败。为此,优化设计了扩眼器短节,研制出具有自锁功能、可回收双台阶刀翼的扩眼器。该扩眼器的止推台阶可保证刀翼完全张开,后自锁台阶使刀翼自锁;采用三刀翼布局,合适的刀翼布齿方式、布齿密度及保径齿数量可保持扩眼井段井眼扩大率。现场应用结果表明:RFID随钻扩眼器扩眼井径达到设计要求,射频识别标签读取正常;既具备常规随钻扩眼作业连续性、快速性的特点,又可根据需要控制扩眼器多次开闭;可以在管柱中集成多个扩眼器,并按照设计程序控制各扩眼器刀翼的收放,实现复合扩眼作业。该扩眼器操作简单可靠,具有广阔的推广应用前景。

摘要：为了解决煤矿井下高位定向钻孔二次扩孔施工过程中出现的PDC扩孔钻头寿命低的问题,分析了常规PDC扩孔钻头结构特点,研究了PDC扩孔钻头的切削机理,并从导向器、刀翼、反向切削齿、钻头等方面对PDC扩孔钻头进行了设计改型。现场试验表明,改型后的PDC扩孔钻头单只寿命达800m以上,能够很好地应用于高位定向钻孔扩孔。

摘要：为了降低小井眼钻井作业风险,提高固井质量,对152.4 mm井眼液压扩眼器结构原理和力学性能进行了研究,并制作了样机。152.4 mm井眼液压扩眼器主要由上接头、螺旋扶正套、环形剃刀组件、固定套、摩擦环及下接头等组成。对样机的压耗、刀翼张开、刀翼自动收回及强制收回等功能进行了验证,同时对扩眼效果进行了预评估。验证结果表明,该液压扩眼器的压耗约为1.38 MPa,小于计算的最大压耗1.96 MPa,满足现场作业需求;液压扩眼器能够实现正扩眼、倒扩眼和随钻扩眼作业,正扩眼和倒扩眼井径均达到190.5 mm以上,井径较规则,扩眼效果较好;在随钻扩眼中,刀翼张开最大扭矩达到14 kN·m。

摘要：为了最大限度地发挥脉冲式井底交变流场提速工具的性能,采用数值模拟的方法对与提速工具配套的PDC钻头进行研究,模拟钻井液通过其产生的井底交变流场,研究了钻头刀翼类型、刀翼数量和喷嘴数量对钻井液井底冲击力和井底清岩效果的影响,并对钻头结构进行了优选。研究结果表明:螺旋刀翼、7喷嘴、6刀翼钻头产生的脉冲射流具有较高的平均静压冲击力和井底冲击力振幅;6直刀翼6喷嘴钻头对应的井底动压冲击力波动最大,达到7.0 kN以上,5直刀翼7喷嘴钻头对应的井底静压冲击力波动最大,为2.8 k N;5直刀翼5喷嘴钻头的清岩效果最好,其产生的井底最小岩屑质量浓度和平均岩屑质量浓度最低,且井底岩屑质量浓度的波动幅值最大,达到1.6 kg/m^3;对于软到中硬地层,配合使用脉冲式井底交变流场提速工具,选择5直刀翼5喷嘴PDC钻头清岩和携岩效果较好;对于硬地层,选用6直刀翼6喷嘴PDC钻头提速效果较好。所得结论可为脉冲射流钻井提速工具配套PDC钻头结构设计及应用提供参考。

摘要：针对现有液压随钻扩孔器工作时出现的刀翼不能正常收回、振动剧烈等问题,设计制造出了一套新型液压随钻扩孔器。扩孔器设计锁紧机构,当刀翼张开后,能够将其锁住,减轻扩孔时的振动;采用投球憋压与弹簧回收结合的方式,能够有效地保证刀翼的回收。扩孔器设计直径124 mm,能够扩孔的最大直径为270 mm。本文从结构与工作原理上对该扩孔器进行了介绍,通过流体力学原理分析计算,验证了扩孔器活塞的结构设计,通过有限元分析完成了刀翼的强度校核。

摘要：番禺地区是珠江口盆地油气勘探开发重点区域。在分析番禺地区地层特征的基础上,结合现场实际情况,研究发现影响番禺地区PDC钻头机械钻速的主要因素是钻头稳定性、井斜角、泥质含量、钻头磨损、岩石胶结物和胶结类型。针对存在的问题,设计了一款12-1/4″PDC钻头,采用6刀翼、双排齿结构,刀翼周向位置角0°、59.2°、120.8°、179.2°、239.7°、301.3°。9喷嘴结构,中心喷嘴直径12.70mm、喷射角18°。外围喷嘴直径9.53mm、喷射角30°。模拟研究表明不会出现应力集中失效,强度满足安全性。井底流场满足排屑、辅助破岩需要。

摘要：小口径定向钻进是解决高精度控矿勘探钻进的重要技术。针对兰陵铁矿区中硬岩石薄软互层小口径定向钻进施工碎岩PDC钻头广谱适应性问题,通过对钻头的冠部形状、刀翼布置、PDC切削齿镶焊角度、钻头水力结构及钻头胎体等几个方面的优化设计,研制了Ø98 mm定向钻进PDC钻头。经过中等硬度以上非均质地层3个定向钻探孔的应用验证,PDC钻头在抗冲击破坏、耐磨性、钻头寿命等方面取得了满意的效果,达到高效碎岩、连续稳定控向钻进的目的,为小口径定向钻进PDC钻头的设计及制造提供了一个有效解决方案。

摘要：由于原地质设计预测没有盐膏层,因此TK1202井未按照盐膏层井钻井需要进行设计,导致二开958"套管下深4 500m处限制了该井的下部施工。针对套管限制和盐膏层埋藏深、井下温度高盐膏层蠕动速度快的施工难点,为了减少下部盐膏层地层的钻井风险,采用DBS公司提供的UR800扩孔工具对5 886m以上812"裸眼井段扩孔到978"。主要介绍TK1202井长裸眼扩孔施工难点、扩孔工具、工艺技术及扩孔施工过程中的复杂情况。