高速旋转冲击钻井破岩数值模拟及现场实验

高速旋转冲击钻井破岩数值模拟及现场实验

论文摘要

为提高深井地层破岩效率,提出螺杆高速旋转条件下配合井下冲击破岩工具的高速旋冲钻井新模式,通过数值模拟研究单个PDC齿在不同工况下岩石的动态破碎过程,并进行高速旋冲钻井现场试验。结果表明:在旋转冲击钻井中,钻头转速增加,钻头吃入地层深度减少,前进阻力增大且波动更为剧烈,岩石破碎效率提高;增大钻头上的冲击力,钻头吃入地层的深度增加,岩石破碎效率提高;增大钻头上冲击力频率,岩石破碎效率提高;螺杆钻具结合自激振荡式高速旋转冲击钻井工具形成的自激振荡式高速旋转冲击钻井技术提高了钻头转速,相对于单独螺杆钻进,提高了切削齿的吃深。

论文目录

  • 1 数学物理模型
  •   1.1 基本假设
  •   1.2 物理模型及网格划分
  •   1.3 材料定义及参数设置
  •   1.4 边界条件及载荷
  • 2 数值模拟结果
  •   2.1 钻头转速对破岩效率的影响
  •   2.2 冲击力对破岩效率的影响
  •   2.3 冲击频率对破岩效率的影响
  • 3 高速旋转冲击破岩提速机制
  • 4 现场验证
  •   4.1 TH10435井
  •   4.2 TH12272井
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 景英华,袁鑫伟,姜磊,张恒,倪红坚

    关键词: 破岩模拟,冲击钻井,螺杆钻具,自激振荡,现场试验

    来源: 中国石油大学学报(自然科学版) 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 中国石油天然气集团西部钻探工程有限公司,中国石油大学(华东)石油工程学院

    基金: 国家自然科学基金青年基金项目(51704323),国家自然科学基金面上项目(51374234)

    分类号: TE242

    页码: 75-80

    总页数: 6

    文件大小: 2622K

    下载量: 353

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