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PDC钻头V形齿的磨损对岩石接触面积的影响 被引量：2
1
作者 祁任泽 任雷 卜长根 《钻探工程》 2025年第3期103-109,共7页
随着深海深地钻探需求的增加,使用传统PDC钻头井下钻具磨损严重,不能够完全满足深井硬地层的钻进要求,因此异型齿PDC钻头尤其是V形齿PDC钻头成为了研究重点。目前关于V形齿PDC钻头磨损对接触面积的影响研究较少,接触面积大小会影响切削... 随着深海深地钻探需求的增加,使用传统PDC钻头井下钻具磨损严重,不能够完全满足深井硬地层的钻进要求,因此异型齿PDC钻头尤其是V形齿PDC钻头成为了研究重点。目前关于V形齿PDC钻头磨损对接触面积的影响研究较少,接触面积大小会影响切削齿的接触压力,进而影响侵入岩石深度和切削效率,研究V形齿接触面积的变化规律具有重要意义。针对V形齿在磨损阶段与岩石接触面积的计算问题,通过使用平面斜截复合片所在圆柱面的方法,推导了接触面积与磨损高度和V形齿弦长、切角等几何参数的函数表达式,并分析了V形齿几何参数、磨损高度对接触面积和接触压力的影响。结果表明:在磨损初期,圆柱形齿与V形齿接触面积相同,当复合片磨损到一定阶段,V形齿接触面积更小,且弦长、切角越小,接触面积越小;在相同载荷下,相对于圆柱形齿,磨损到一定阶段后V形齿与岩石接触压力更大,具有更深切入岩石的能力。在现场应用时,测量一批同型号钻头提钻后的磨损高度及其提钻前对应的钻速,获得该型号钻头的磨损高度与钻速之间的统计关系,进而通过磨损高度估算接触面积,方便及时调整钻压,以维持较高的钻速,或设计时优化V形齿几何参数,也有利于提高钻进效率。 展开更多
关键词 PDC钻头 V形齿 磨损高度 接触面积 钻压 钻井提速
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潜孔锤钻头PDC球形切削齿失效分析
2
作者 赵洪晨 孟德忠 +2 位作者 徐良 叶宏宇 岳文 《钻探工程》 2025年第3期117-125,共9页
空气潜孔锤钻井技术作为地热资源勘探与开发的关键技术之一,其效率和效果在很大程度上取决于潜孔锤钻头的性能,尤其是PDC球形切削齿的质量和寿命。针对目前空气潜孔锤钻头钻进中切削齿出现断裂、脱落以及磨损严重导致的钻进效率低、使... 空气潜孔锤钻井技术作为地热资源勘探与开发的关键技术之一,其效率和效果在很大程度上取决于潜孔锤钻头的性能,尤其是PDC球形切削齿的质量和寿命。针对目前空气潜孔锤钻头钻进中切削齿出现断裂、脱落以及磨损严重导致的钻进效率低、使用寿命短等问题,本文对PDC球形切削齿进行宏观和微观分析,探究其失效原因和失效机理,并针对性地提出相应改善措施。研究结果显示:PDC球形切削齿的主要失效形式为齿的断裂、磨损及脱落。切削齿失效的主要原因是由于冲击破岩过程中切削齿同时受到切向冲击压缩和法向拉伸应力而造成损伤,同时切削齿材料本身的性能较差、金刚石层与硬质合金基体两相结合强度不高也是失效的重要原因。为了提高PDC球形切削齿的性能和使用寿命,可以通过优化钻井参数和调整外部作业条件来减轻切削齿的应力负担。此外,对PDC球形切削齿的材料配方、结构设计和制造工艺进行创新和改进,也是提升其抗冲击能力和耐磨性的有效途径。通过这些综合性能的改进措施,可有效提升PDC球形切削齿的可靠性,进而提高潜孔钻井的作业效率和钻头寿命。 展开更多
关键词 空气潜孔锤钻井 潜孔锤钻头 PDC 球形齿 失效分析
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各向异性岩石钻进用唇面偏心钻头的研发及其在钻孔弯曲控制中的应用
3
作者 汤凤林 赵荣欣 +5 位作者 НескоромныхB.B. 李博 周欣 刘浩 段隆臣 ЧихоткинВ.Ф. 《钻探工程》 2025年第3期110-116,共7页
钻探工程中常常遇到钻孔弯曲问题。钻孔弯曲与许多因素有关,如地层条件、钻头结构、规程参数、操作水平和管理能力等。地层条件中,常常遇到各向异性岩石,钻进时此类岩石对钻头产生翻转力矩,致使钻头唇面偏斜,进而钻孔弯曲。为此,俄罗斯... 钻探工程中常常遇到钻孔弯曲问题。钻孔弯曲与许多因素有关,如地层条件、钻头结构、规程参数、操作水平和管理能力等。地层条件中,常常遇到各向异性岩石,钻进时此类岩石对钻头产生翻转力矩,致使钻头唇面偏斜,进而钻孔弯曲。为此,俄罗斯专家提出了利用钻进时偏心唇面钻头产生的弯曲力矩抵制(平衡)这个翻转力矩来设计钻头,取得了专利,得到了较好的效果,值得引起我们的注意。 展开更多
关键词 钻探工程 各向异性岩石 唇面偏心钻头 翻转力矩 钻孔弯曲强度
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贯通式环喷潜孔锤钻头反循环结构参数研究
4
作者 胡德玥 博坤 范黎明 《钻探工程》 2025年第S1期135-143,共9页
反循环钻进技术作为一种先进钻探方法,其在提高钻探效率和减少环境污染方面具有显著优势。进一步优化反循环钻头的结构设计以提升其反循环效果是当前研究的重点。本文聚焦于贯通式环喷潜孔锤钻头反循环结构,通过系统的数值模拟与试验研... 反循环钻进技术作为一种先进钻探方法,其在提高钻探效率和减少环境污染方面具有显著优势。进一步优化反循环钻头的结构设计以提升其反循环效果是当前研究的重点。本文聚焦于贯通式环喷潜孔锤钻头反循环结构,通过系统的数值模拟与试验研究,深入探讨其结构参数对反循环效果的影响规律。研究基于EFD技术,采用L_(27)(3^(13))正交试验设计,对11项关键结构参数进行数值模拟分析,明确了各参数对反循环效果的影响权重。结果表明,喷嘴直径、喷嘴与底喷孔接收段入口距离和入口风量是影响反循环效果最为显著的因素。在此基础上,构建了一套高效的环喷式反循环试验器,并通过L_(18)(2×3^(7))正交试验方案对数值模拟结果进行验证。试验结果表明,当喷嘴直径较小时,内喷孔层数增加可显著提升反循环效果,且入口风量在4~4.5 m^(3)/min区间时,反循环效果最佳。此外,环喷式反循环结构的开放式喷射设计可有效抑制钻头泥包现象,尤其适用于黏土层等易泥包地层的钻进作业。本文的研究不仅为环喷式反循环钻头的设计提供了理论依据和技术支持,同时也为进一步优化钻探工艺参数、提高钻探效率奠定了基础。 展开更多
关键词 贯通式环喷潜孔锤 反循环钻头 喷嘴直径 EFD 正交设计 参数优化 反循环效果
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基于引射原理的自循环钻头可行性分析
5
作者 董家盼 《凿岩机械气动工具》 2025年第4期117-119,共3页
文章基于引射原理,提出一种在井底直接调制形成岩屑粒子射流的自循环钻头,用于提升硬地层钻井速度。在数值模拟的基础上,文章还结合室内试验,加工原理样机,验证了自循环钻头的可行性,并针对上喷嘴直径D_(1)、上喷嘴到混合室的距离P_(NX... 文章基于引射原理,提出一种在井底直接调制形成岩屑粒子射流的自循环钻头,用于提升硬地层钻井速度。在数值模拟的基础上,文章还结合室内试验,加工原理样机,验证了自循环钻头的可行性,并针对上喷嘴直径D_(1)、上喷嘴到混合室的距离P_(NX)、混合室直径D_(m)、混合室长度L_(m)四个关键参数对钻头引射能力的影响展开了深入研究,结果表明,将引射原理引入自循环钻头中,用于形成岩屑粒子射流是完全可行的;自循环钻头的引射效果受D_(1)、P_(NX)、D_(m)、L_(m)影响明显,对于直径为215.9 mm的自循环钻头而言,D_(1)=20 mm、P_(NX)=20 mm、D_(m)=30 mm、L_(m)=40 mm是较为理想的参数组合。 展开更多
关键词 引射原理 粒子射流 数值模拟 结构优化 室内试验
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PDC异形齿破岩研究与应用进展
6
作者 王虎 胡永 赵洪波 《钻探工程》 2025年第5期10-17,共8页
PDC齿作为切削单元,决定了PDC钻头的破岩性能,不同齿形的PDC钻头对钻井提速和使用寿命影响较大。通过优化PDC齿的结构和材料性能,可显著提高钻头的破岩效率和耐用性。近年来,随着材料科学、制造技术和数值模拟的进步,PDC异形齿在钻井提... PDC齿作为切削单元,决定了PDC钻头的破岩性能,不同齿形的PDC钻头对钻井提速和使用寿命影响较大。通过优化PDC齿的结构和材料性能,可显著提高钻头的破岩效率和耐用性。近年来,随着材料科学、制造技术和数值模拟的进步,PDC异形齿在钻井提速方面取得了较好的应用效果。本文总结了异形齿破岩机理、布齿设计以及现场应用等方面研究进展,并给出下一步发展建议,以期为后续PDC异形齿选型和钻头设计提供有益参考。 展开更多
关键词 PDC异形齿 PDC钻头 钻井提速 试验与模拟 进展与建议
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水平定向钻进坚硬地层孕镶金刚石钻头的研究与应用 被引量：3
7
作者 胡立 李俊萍 唐治建 《钻探工程》 2024年第6期85-90,共6页
针对水平定向钻进坚硬地层效率低的问题,通过利用FeCoCu预合金胎体的硬脆性以及硬质颗粒碳化硅弱化胎体的特点,提高钻头的自锐性。采用分层结构设计,将高、低耐磨性胎体层沿钻头径向方向交替排布,其中高、低耐磨性胎体层厚度分别为2.5~3... 针对水平定向钻进坚硬地层效率低的问题,通过利用FeCoCu预合金胎体的硬脆性以及硬质颗粒碳化硅弱化胎体的特点,提高钻头的自锐性。采用分层结构设计,将高、低耐磨性胎体层沿钻头径向方向交替排布,其中高、低耐磨性胎体层厚度分别为2.5~3.5 mm和1.0~1.5 mm,可实现高、低耐磨性胎体层同步磨损,提高钻进效率。将FeCoCu预合金胎体和分层式胎体结构相结合,研制的孕镶金刚石钻头成功应用于水平定向钻进勘察工程坚硬钾长花岗岩地层,平均机械钻速0.8~1.5 m/h,钻头使用寿命为30~40 m。与普通同心圆尖齿钻头相比,机械钻速提高约1倍,寿命提高30%以上。 展开更多
关键词 水平定向钻进 坚硬地层 孕镶金刚石钻头 分层结构 FeCoCu预合金 机械钻速 工程勘察
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关于PDC钻头设计的分析研究 被引量：7
8
作者 汤凤林 赵荣欣 +4 位作者 ЧихоткинВ.Ф. 李博 周欣 段隆臣 ЧихоткинA.В. 《钻探工程》 2024年第2期15-22,共8页
钻探工程中使用钻头的类型很多。近年来,金刚石复合片(PDC)钻头得到了广泛的利用,取得了很好的技术经济效果。但是,对于PDC钻头设计的研究工作不够充分,需要进一步加强,以便取得更好的技术经济效果和更好地推广使用。俄罗斯钻探工作者... 钻探工程中使用钻头的类型很多。近年来,金刚石复合片(PDC)钻头得到了广泛的利用,取得了很好的技术经济效果。但是,对于PDC钻头设计的研究工作不够充分,需要进一步加强,以便取得更好的技术经济效果和更好地推广使用。俄罗斯钻探工作者在这方面做了很多研发工作,获得多项发明专利,取得了较好的成果。以其中3个专利为切入点进行分析研究,包括切削型双节翼片式钻头、稳定型钻头、PDC螺旋状排列钻头。这些成果有较好的使用价值和推广前景,建议我国对此进行研究和试验。 展开更多
关键词 PDC钻头 双节翼片式钻头 稳定型钻头 螺旋状排列钻头
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五宝场硬塑性地层斧形曲面PDC齿破岩性能研究 被引量：4
9
作者 荣准 杨学军 +3 位作者 张航 颜爽 张琦 张龙龙 《钻探工程》 2024年第2期85-93,共9页
为解决川东油气钻井中五宝场沙溪庙组硬塑性地层PDC钻头磨损严重、起下钻频繁的问题,开展了斧形曲面PDC齿在硬塑性地层破岩性能的研究。首先采用X射线衍射试验与三轴力学试验分别获取该地层岩石性质和力学参数,然后采用有限元仿真与试... 为解决川东油气钻井中五宝场沙溪庙组硬塑性地层PDC钻头磨损严重、起下钻频繁的问题,开展了斧形曲面PDC齿在硬塑性地层破岩性能的研究。首先采用X射线衍射试验与三轴力学试验分别获取该地层岩石性质和力学参数,然后采用有限元仿真与试验相结合的方法开展斧形曲面PDC齿破岩性能研究。研究结果表明:斧形曲面PDC齿主要以剪切、挤压、犁切共同作用破岩;相较于常规PDC齿,斧形曲面PDC齿有更强的吃入岩石的能力和稳定性,能有效减小钻头异常振动,提高钻头寿命,并在不同磨损高度(0~3 mm)时,破岩比功降低2.2%~8.2%;根据试验得到斧形曲面齿较常规齿破岩性能提高了11.39%,且试验与仿真平均切削力误差仅为7.46%,验证了仿真模型的正确性。本研究表明斧形曲面PDC齿在硬塑性地层对提高破岩性能具有重要意义。 展开更多
关键词 斧形曲面PDC齿 硬塑性地层 破岩比功 磨损高度 破岩性能
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基于改进YOLOv7的PDC钻头复合片检测 被引量：1
10
作者 陈琳国 熊凌 +2 位作者 代啟亮 王冬梅 李姝凡 《计算机系统应用》 2024年第2期216-223,共8页
复合片是PDC钻头的核心切削单元,复合片自动检测技术是复合片自动修复技术的基础.本文提出了一种基于改进YOLOv7的PDC钻头复合片检测方法,在YOLOv7的基础上,用深度可分离卷积替换了常规卷积,减少了参数量和运算成本;引入了SimAM注意力机... 复合片是PDC钻头的核心切削单元,复合片自动检测技术是复合片自动修复技术的基础.本文提出了一种基于改进YOLOv7的PDC钻头复合片检测方法,在YOLOv7的基础上,用深度可分离卷积替换了常规卷积,减少了参数量和运算成本;引入了SimAM注意力机制,不需要额外的参数便可以从神经元中推导出3D注意力权重,而且还能提高卷积神经网络的表达能力;用SPPFCSPC替换了SPPCSPC,在保证感受野不变的同时获得了速度的提升;采用K-means++算法聚类先验框,使用启发式算法定位出缺损的复合片.实验结果表明,本文算法较原YOLOv7模型mAP提高了2.75%,参数量减少了约80%,推理速度提高了9.12 f/s,且较其他算法也有较大优势,可实现复合片检测的工业应用. 展开更多
关键词 PDC钻头复合片 YOLOv7 深度可分离卷积 SimAM注意力机制 SPPFCSPC K-means++
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龙凤山气田火山岩地层个性化PDC钻头设计与应用 被引量：9
11
作者 冯云春 《钻探工程》 2024年第2期94-101,共8页
长岭断陷龙凤山气田主力储层主要分布在火山岩发育的营城组和火石岭组。储层岩石石英含量高、研磨性强,导致机械钻速低、单只钻头进尺短,大幅增加了起下钻换钻头等非生产时间,严重制约钻井提速。本文通过开展岩石力学实验研究,利用测井... 长岭断陷龙凤山气田主力储层主要分布在火山岩发育的营城组和火石岭组。储层岩石石英含量高、研磨性强,导致机械钻速低、单只钻头进尺短,大幅增加了起下钻换钻头等非生产时间,严重制约钻井提速。本文通过开展岩石力学实验研究,利用测井资料建立并修正岩石力学剖面,开展了异型PDC齿研发和钻头切削结构设计优化,研发出一种适合该区块火山岩地层的6刀翼异形齿PDC钻头,现场应用3井次,较其他普通PDC钻头平均进尺提高42.2%,平均机械钻速提高36%,提速降本效果显著。 展开更多
关键词 火山岩地层 岩石力学参数 钻井提速 PDC钻头 异形齿 切削结构设计
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钻探施工中孕镶金刚石钻头的适应性选择
12
作者 何蕙岚 王久全 +6 位作者 黄伟艇 王超 丁向忠 罗巍 高科 赵研 闻育民 《矿产与地质》 2024年第2期352-364,共13页
孕镶金刚石钻头是进行地质岩心钻探必不可少的利器之一。本文总结全球3大知名公司金刚石钻头的特性及其与不同地层的对应选择关系,认为他们在钻头对地层的适应性及钻头分类方式方面较国内有一定的优势。在此基础上,针对国内目前存在的... 孕镶金刚石钻头是进行地质岩心钻探必不可少的利器之一。本文总结全球3大知名公司金刚石钻头的特性及其与不同地层的对应选择关系,认为他们在钻头对地层的适应性及钻头分类方式方面较国内有一定的优势。在此基础上,针对国内目前存在的钻头胎体分类繁杂、选择困难、对地层的适应性较差的问题,本研究从钻头胎体类型、地层岩性和施工案例等3个方面,提出钻井施工中切实有效的钻头与地层对应选择方案,并研发出4种胎体配方能够满足从软岩层、中硬岩层—硬岩层、极硬岩层钻进需求,采用“字母+数字方式”对衍生的K系列、S系列钻头胎体进行标注,并在工程实践中取得良好应用效果。 展开更多
关键词 孕镶金刚石钻头 地质钻探 钻头适应性选择 胎体配方 地层特性
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安全高效钻探用梯度结构金刚石复合片制备技术研究
13
作者 邵众望 张绍和 +2 位作者 荣令龙 孔祥旺 李俞露 《钻探工程》 2024年第4期38-45,共8页
在油气钻井、深部地层钻探中,聚晶金刚石钻头有着广泛的应用。聚晶金刚石复合片(PDC)由聚晶金刚石层与硬质合金基体所组成。由于聚晶金刚石层与硬质合金基体的热膨胀系数等性质差异,PDC在烧结冷却后内部会存在巨大的残余应力。为降低PD... 在油气钻井、深部地层钻探中,聚晶金刚石钻头有着广泛的应用。聚晶金刚石复合片(PDC)由聚晶金刚石层与硬质合金基体所组成。由于聚晶金刚石层与硬质合金基体的热膨胀系数等性质差异,PDC在烧结冷却后内部会存在巨大的残余应力。为降低PDC内部的残余应力,本文提出了一种梯度结构金刚石复合片的制备技术。通过以熔融沉积成型加烧结的工艺方法,确定了梯度结构金刚石复合片的制备技术路线;对制备出的梯度结构金刚石复合片的微观形貌及残余应力的分布情况特征等进行分析;进行室内钻进试验验证了梯度结构金刚石复合片的钻进性能。结果表明,熔丝制造工艺制备的梯度结构金刚石复合片在聚晶金刚石层和梯度层界面处存在1.4 GPa的压应力,显著提高了层间结合能力,相比常规复合片钻进效率提升约36%且使用寿命更长。 展开更多
关键词 熔丝制造工艺 梯度结构 金刚石复合片 残余应力 拉曼光谱 PDC钻头 深部钻探
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天阳盆地高温硬岩地热钻探PDC钻头的研究应用 被引量：1
14
作者 王勇军 聂德久 +4 位作者 袁宝宏 袁宝新 赵长亮 张涛 刘振新 《钻探工程》 2024年第6期125-131,共7页
在天阳盆地高温地热钻探施工中,受变质岩系硬岩地层岩性和高温的影响,牙轮钻头机械钻速低、磨损严重、使用寿命短,严重影响钻探施工。对PDC钻头的应用进行了探索研究,针对地层岩性特征,对钻头体、刀翼、剖面轮廓及复合片的选择和布设等... 在天阳盆地高温地热钻探施工中,受变质岩系硬岩地层岩性和高温的影响,牙轮钻头机械钻速低、磨损严重、使用寿命短,严重影响钻探施工。对PDC钻头的应用进行了探索研究,针对地层岩性特征,对钻头体、刀翼、剖面轮廓及复合片的选择和布设等关键技术进行了探索,并在钻探实践中优化改进,研究出了一种抗冲击性能较好、适宜于变质岩系硬岩地层的PDC钻头。有效地提高了机械钻速、降低了钻井成本,为天阳盆地高温地热钻探项目的顺利实施提供了技术支撑。 展开更多
关键词 高温硬岩 地热钻探 PDC钻头 复合片选择和布设
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反井钻机扩孔钻头多元化实时联动系统研究 被引量：1
15
作者 刘志通 《建井技术》 2024年第5期51-56,87,共7页
针对反井钻机扩孔钻进对扩孔钻头工作状况监控系统数据传递不及时、缺乏动作预测及故障报警等问题,设计了一种反井钻机扩孔钻头工作状态数字孪生实时监控系统。该系统由空中模块、云空间模块、物理实体、虚拟空间模块和数字孪生体组成,... 针对反井钻机扩孔钻进对扩孔钻头工作状况监控系统数据传递不及时、缺乏动作预测及故障报警等问题,设计了一种反井钻机扩孔钻头工作状态数字孪生实时监控系统。该系统由空中模块、云空间模块、物理实体、虚拟空间模块和数字孪生体组成,形成一套应用于空-云-地-孔智能监测大直径反井钻机扩孔钻头工作面精细定位和智能监控系统。在软硬不均的交互地层中,考虑到钻进参数变化范围大且施工参数变化快的特点,利用物联感知设备并通过多源数据融合,在统一坐标系基础上建立了一套虚实交互的智能监控系统,并提出了模拟近似预测模型,以提高反井钻机扩孔工作面监控系统的实时性、准确性和完整性。 展开更多
关键词 反井钻机 扩孔钻头 破岩滚刀 智能监控系统 数字孪生
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大直径扩孔钻进钻头状态监控技术研究 被引量：1
16
作者 刘志通 《建井技术》 2024年第2期64-68,共5页
针对反井钻机扩孔工作面监控系统数据传递不及时、缺乏动作预测及故障报警等问题,设计一种反井钻扩孔钻头工作面数字孪生实时监控系统。系统由空中模块、云空间模块、物理实体、虚拟空间模块、数字孪生体组成,形成一套应用于空-云-地-... 针对反井钻机扩孔工作面监控系统数据传递不及时、缺乏动作预测及故障报警等问题,设计一种反井钻扩孔钻头工作面数字孪生实时监控系统。系统由空中模块、云空间模块、物理实体、虚拟空间模块、数字孪生体组成,形成一套应用于空-云-地-孔智能监测大直径反井钻机扩孔钻头工作面精细定位和智能监控系统。在软硬不均的交互地层,钻进参数变化范围大,施工参数变化快,利用物联感知设备,通过多源数据融合,基于统一坐标系建立一套虚实交互的智能监控系统,并提出模拟近似预测模型,提高了反井钻机扩孔工作面监控系统的实时性、准确性、完整性。 展开更多
关键词 反井钻机 扩孔刀盘 智能监控系统 数字孪生
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可控局部热熔钻头的研制与应用试验
17
作者 巩建雨 王久全 +3 位作者 杨彪 童健活 曹昌兴 万代进 《钻探工程》 2024年第S01期132-137,共6页
岩心是了解地层和含矿特征最直观、最实际的资料。复杂地层资源勘查采用常规取心钻具的取心率往往满足不了规范或设计要求。泥岩、泥页岩互层等易造浆地层进行矿产资源勘查时,绳索取心钻杆内壁结垢,导致内管投不到底而无法采用;小型化... 岩心是了解地层和含矿特征最直观、最实际的资料。复杂地层资源勘查采用常规取心钻具的取心率往往满足不了规范或设计要求。泥岩、泥页岩互层等易造浆地层进行矿产资源勘查时,绳索取心钻杆内壁结垢,导致内管投不到底而无法采用;小型化的单动双管取心钻具较短,仅用于矿层取心;采用单管取心钻具卡心方式是岩心+卡簧(或岩粉、卡料)+钻头(或岩心管)三者之间配合的“挤力”卡心,三者之间往往因配合存在极大的不确定性而导致回次岩心采取率的不确定性,岩心采取率无法得到保障。为此,利用孔底温度及粘接剂粘接温度≤2倍粘接剂熔点温度≤2倍钻探用金刚石材料的安全使用温度,研制出一种干、湿钻法下的可控局部热熔钻头,将卡心方式优化为岩心爪封闭钻头内径的“托举”卡心,并与单管岩心管组合进行了取心实验,取心率达75%以上,解决了常规单管岩心管存在卡心不牢、卡心不确定性的技术难题。为类似地层的钻探施工提供了新的思路,可借鉴、推广、普及。 展开更多
关键词 可控局部热熔钻头 粘合剂 岩心爪 托举卡心
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牙轮钻头纵向横向扭转振动动力学仿真研究 被引量：17
18
作者 朱才朝 谢永春 +1 位作者 秦大同 刘清友 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期69-74,78,共7页
随着石油资源钻探难度的不断加大，有效地预测和控制井下钻头和钻柱动力学性能和运动规律，以提高钻头和钻柱的强度，实现对井眼轨迹的精确控制是目前钻井工程中的拟解决的关键技术难题。根据牙轮钻头的实际振动状态，分析了钻头产生各... 随着石油资源钻探难度的不断加大，有效地预测和控制井下钻头和钻柱动力学性能和运动规律，以提高钻头和钻柱的强度，实现对井眼轨迹的精确控制是目前钻井工程中的拟解决的关键技术难题。根据牙轮钻头的实际振动状态，分析了钻头产生各种振动的机理，讨论了钻头－岩石互作用力，用能量法建立了考虑牙轮钻头纵向、横向、扭转三个方向振动相互耦合的系统动力学模型，并结合实例对牙轮钻头系统进行了动态仿真。 展开更多
关键词 牙轮钻头 动力学 仿真 扭振 石油钻探
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砂砾岩地层的岩石力学特性及钻头优化方法 被引量：13
19
作者 朱海燕 邓金根 +5 位作者 朱晓梅 李贲 黄凯文 邓福成 赵永丽 杜向东 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期76-80,共5页
为了提高珠江口盆地含砾地层的钻井速度,对该油田的矿物组份及岩性进行了分析,开展了含砾地层的强度、可钻性和研磨性室内实验,弄清了该油田砂砾岩地层的岩石力学特性。根据地层的岩石力学特性和邻井钻头的使用效果,从聚晶金刚石复合片(... 为了提高珠江口盆地含砾地层的钻井速度,对该油田的矿物组份及岩性进行了分析,开展了含砾地层的强度、可钻性和研磨性室内实验,弄清了该油田砂砾岩地层的岩石力学特性。根据地层的岩石力学特性和邻井钻头的使用效果,从聚晶金刚石复合片(PDC)钻头的复合片、冠部轮廓、布齿方式和水力结构等方面,对PDC钻头进行结构优化。优化后的新型PDC钻头进尺比普通PDC钻头提高131%以上,钻速提高82%以上,钻井成本每米减少28%。本文提出了考虑地层岩石力学特性、钻头使用效果和钻头综合性能相结合的优化方法,该方法简单有效。 展开更多
关键词 砂砾岩 岩石力学 PDC钻头 结构优化
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径向水平钻孔直旋混合射流钻头设计与破岩特性 被引量：21
20
作者 廖华林 李根生 +1 位作者 牛继磊 黄中伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期424-429,共6页
为解决高压水射流径向水平钻孔时孔径和孔深相互矛盾的问题,设计了一种兼具直射流和旋转射流特点的直旋混合射流钻头。给出了射流钻头设计方法,通过破岩实验,分析了直旋混合射流钻头结构对其破岩特性的影响。结果表明,直旋混合射流结合... 为解决高压水射流径向水平钻孔时孔径和孔深相互矛盾的问题,设计了一种兼具直射流和旋转射流特点的直旋混合射流钻头。给出了射流钻头设计方法,通过破岩实验,分析了直旋混合射流钻头结构对其破岩特性的影响。结果表明,直旋混合射流结合了直射流和旋转射流优点,比锥形喷嘴圆直射流扩孔能力强,比纯旋转射流钻孔深度大。影响直旋混合射流钻头破岩效果的结构参数较多,存在最优破岩效果结构参数,可通过不同参数组合调节破岩钻孔特征。需要进一步开展流场结构与破岩机理分析,为径向水平钻孔中射流钻头的设计提供更好的指导。 展开更多
关键词 径向水平井 水射流 钻头设计 破岩
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