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瓦楞型泥浆罐梯度载荷下的多变量优化仿真
1
作者 王德良 黄鲁蒙 《石油和化工设备》 2026年第1期9-16,共8页
进行了瓦楞板型泥浆罐在不同泥浆密度下的承载能力的研究,并通过有限元分析软件ANSYS Workbench的优化分析模块(Optimization)对其结构性能进行深入评估。瓦楞板型泥浆罐广泛应用于石油钻探领域,其承载能力直接关系到设备的安全性和使... 进行了瓦楞板型泥浆罐在不同泥浆密度下的承载能力的研究,并通过有限元分析软件ANSYS Workbench的优化分析模块(Optimization)对其结构性能进行深入评估。瓦楞板型泥浆罐广泛应用于石油钻探领域,其承载能力直接关系到设备的安全性和使用寿命。首先建立了瓦楞板型泥浆罐的三维有限元模型,考虑了罐体材料特性、瓦楞板结构以及泥浆密度变化对罐体应力和变形的影响。然后通过ANSYS Workbench的静力学分析模块,分析并对比了简化模型与整体模型的结果数据,得出了简化模型的合理性。模拟了泥浆密度从低到高(如1000kg/m3至2600kg/m3)的不同工况下,罐体的应力分布和变形情况。进一步利用优化分析模块,对5种高度的罐体瓦楞结构进行了参数化优化分析,研究满足承载能力并减轻重量的最优结构组合。研究结果表明,随着泥浆密度的增加,罐体的最大应力和变形显著增大,尤其是在罐体底部和连接部位。通过组合优化设计分析,获得了最优组合的结构参数数据集。为瓦楞板型泥浆罐的设计和改进提供了理论依据,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 泥浆罐 瓦楞板 多变量 有限元 设计优化 密度
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钻井完井智能化技术发展现状及前景分析
2
作者 解钱虎 《化工管理》 2026年第1期85-88,共4页
文章围绕钻井完井智能化技术展开研究,分析了其发展现状与前景。在阐述国内外发展现状的基础上,重点论述了钻井完井智能化关键技术和应用,指出当前技术在效率提升等方面成效显著,但在自主决策精度、环境适应性及跨系统协同能力等方面仍... 文章围绕钻井完井智能化技术展开研究,分析了其发展现状与前景。在阐述国内外发展现状的基础上,重点论述了钻井完井智能化关键技术和应用,指出当前技术在效率提升等方面成效显著,但在自主决策精度、环境适应性及跨系统协同能力等方面仍存在瓶颈。未来,需构建大模型、加强多专业协同、提升作业可靠性,为油气资源的高效开发提供技术支撑。 展开更多
关键词 人工智能 钻井 完井 应用场景
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泥浆泵在线监测系统的设计与应用研究
3
作者 韩春鹏 徐学武 《南方农机》 2026年第1期131-135,共5页
泥浆泵作为石油钻修井的核心设备,其运行状态直接关系到生产效率和安全。然而,传统的人工巡检方式效率较低,故障预警滞后,难以满足现代智能钻井的需求。基于此,文章对泥浆泵在线监测系统展开研究,设计了一套集传感器技术、物联网通信、... 泥浆泵作为石油钻修井的核心设备,其运行状态直接关系到生产效率和安全。然而,传统的人工巡检方式效率较低,故障预警滞后,难以满足现代智能钻井的需求。基于此,文章对泥浆泵在线监测系统展开研究,设计了一套集传感器技术、物联网通信、数据处理与智能分析于一体的综合监测系统。该系统通过集成传感器网络、边缘计算和云端平台,实时采集振动、温度、压力、电压、电流等数据,并结合多源数据融合诊断模型进行故障预测诊断及能效优化,从而实现对泥浆泵运行状态的实时监测。经渤海渤中海域某平台试用验证,该系统显著提升了泥浆泵的可靠性与维护效率,为钻井作业的智能化提供了技术支撑。 展开更多
关键词 泥浆泵 在线监测系统 多源数据融合 故障预测诊断
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基于有限元的钻井扭矩放大器分析
4
作者 王兵 《中国设备工程》 2026年第1期102-104,共3页
本文分析钻井扭矩放大器的齿轮系统,通过建立有限元模型,评估其在实际工况下的应力,确保设计的安全性。本文分析钻井扭矩放大器工作原理,利用有限元分析软件建立齿轮的三维有限元模型,进行网格划分确保计算精度,设置相应边界条件,模拟... 本文分析钻井扭矩放大器的齿轮系统,通过建立有限元模型,评估其在实际工况下的应力,确保设计的安全性。本文分析钻井扭矩放大器工作原理,利用有限元分析软件建立齿轮的三维有限元模型,进行网格划分确保计算精度,设置相应边界条件,模拟实际工况下的加载情况,通过理论计算与有限元分析的结果进行对比,验证模型的准确性。有限元分析结果显示,齿轮的最大等效应力为920MPa,理论计算结果为900MPa,结果表明,有限元分析能够更真实地反映齿轮在工作状态下的应力分布情况,验证有限元模型的准确性。 展开更多
关键词 有限元 钻井 扭矩放大器
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大尺寸厚壁随钻震击器断裂失效机理与改进对策研究
5
作者 胡芳婷 赵密锋 +4 位作者 张豪 张志 谢俊峰 张庶鑫 韩艳伟 《深地能源科技》 2025年第5期113-121,共9页
针对超深井发生的大尺寸厚壁随钻震击器早期断裂事故,综合运用宏观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜分析等手段,系统开展了断裂失效机理研究。结果表明,断裂起源于花键根部,主要原因是材料淬透性不足,导致其... 针对超深井发生的大尺寸厚壁随钻震击器早期断裂事故,综合运用宏观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜分析等手段,系统开展了断裂失效机理研究。结果表明,断裂起源于花键根部,主要原因是材料淬透性不足,导致其横向冲击功偏低,且金相组织中存在的上贝氏体显著降低了材料韧性。在钻进过程中,转盘多次骤停产生的异常扭矩,与钻柱中和点高频振动形成耦合作用,最终诱发花键部位发生扭转过载断裂。研究进一步指出,现有行业标准普遍缺乏对大尺寸厚壁钻具横向冲击性能的明确规定,相关认识尚不深入,是导致该类失效的重要原因。基于此,提出了选用高淬透性材料、优化热处理工艺体系等针对性改进措施,以提升关键部件的冲击韧性。研究成果为超深井钻具的选材优化、工艺改进及安全可靠性提升提供了理论依据和工程参考,并对推动相关性能标准的完善具有积极意义。 展开更多
关键词 随钻震击器 断裂失效 冲击功 淬透性 热处理 深井钻探 塔里木盆地
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油气井钻柱轴-扭双向振动LQR控制研究
6
作者 李欣业 张文博 +2 位作者 郭晓强 张文学 Ye Chengyang 《石油机械》 北大核心 2025年第10期86-95,共10页
为有效解决钻柱轴-扭双向振动引发的失效问题,借助钻杆3自由度动力学模型,开展了线性二次型调节器LQR控制对钻柱轴向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和轴向反馈控制器,模拟分析了无反馈控制器、只施... 为有效解决钻柱轴-扭双向振动引发的失效问题,借助钻杆3自由度动力学模型,开展了线性二次型调节器LQR控制对钻柱轴向振动和扭转振动抑制效果的仿真研究。根据LQR控制策略分别设计了扭转和轴向反馈控制器,模拟分析了无反馈控制器、只施加扭转反馈控制器、只施加轴向反馈控制器以及同时施加扭转和轴向反馈控制器4种情况下工作参数对系统响应的影响,并将双向LQR控制与顶驱控制的仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:只有当同时施加扭转方向和轴向的LQR反馈控制时,钻柱的黏滑运动和跳钻才均被有效抑制;对比顶驱控制,基于LQR控制策略设计的轴-扭双向反馈控制器对系统的振动控制效果更好。研究结论可为钻柱振动控制研究提供理论参考。 展开更多
关键词 钻柱轴-扭耦合振动 LQR控制 3自由度模型 输入角速度 轴向相对位移
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石油钻杆维修四爪独立驱动主动定心卡盘设计
7
作者 李凡 毛青伟 +2 位作者 谭宏年 朱红波 李继霞 《科技风》 2025年第19期4-6,共3页
石油钻杆在使用过程中与岩壁和泥浆摩擦会发生磨损,通过对钻杆的维修可以延长使用寿命提高重复利用率,节约成本。钻杆的维修过程主要为钻杆的清洗、校直、台肩补焊,以及进行接头螺纹的加工等,其中台肩补焊和接头螺纹车屑过程中都需要对... 石油钻杆在使用过程中与岩壁和泥浆摩擦会发生磨损,通过对钻杆的维修可以延长使用寿命提高重复利用率,节约成本。钻杆的维修过程主要为钻杆的清洗、校直、台肩补焊,以及进行接头螺纹的加工等,其中台肩补焊和接头螺纹车屑过程中都需要对钻杆夹紧并保证对中。本文设计了一种四爪独立驱动主动定心卡盘及定心控制系统来保证钻杆维修过程中的对中。四爪独立驱动卡盘每个卡爪通过一个伺服电机独立驱动,通过蜗轮蜗杆和齿轮齿条机构传动,采用PC-单片机作为卡盘的控制系统,激光位移传感器和角度编码器检测钻杆位置,采用PID模糊控制算法计算并控制卡爪移动,保证钻杆夹紧对中,解决了钻杆维修过程中瓶颈问题,从而保证钻杆维修能自动化运行。 展开更多
关键词 钻杆维修 四爪卡盘 独立驱动 定心 PID模糊控制
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石油钻杆接头锥管螺纹数控加工修复技术研究
8
作者 李凡 谭宏年 +1 位作者 朱红波 高翔 《科技风》 2025年第12期65-67,共3页
石油钻杆在使用过程中与岩壁和泥浆摩擦会发生磨损,钻杆接头比钻杆要粗,因此钻杆接头台肩面更容易磨损。在钻进过程中通过接单根来延长钻杆,钻杆螺纹不停地拧紧卸下,也易磨损或局部损坏。通过对钻杆的维修可以延长使用寿命提高重复利用... 石油钻杆在使用过程中与岩壁和泥浆摩擦会发生磨损,钻杆接头比钻杆要粗,因此钻杆接头台肩面更容易磨损。在钻进过程中通过接单根来延长钻杆,钻杆螺纹不停地拧紧卸下,也易磨损或局部损坏。通过对钻杆的维修可以延长使用寿命提高重复利用率,节约成本。本文提出一种钻杆接头螺纹的数控加工修复方法及修复过程中的对刀方法,通过对127mm钻杆NC50接头螺纹进行编程,然后利用数控机床加工完成了钻杆接头螺纹的修复。 展开更多
关键词 石油钻杆 钻杆螺纹 钻杆修复 数控加工
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石油地面系统多功能泵站设计与分析
9
作者 苟发强 《中国设备工程》 2026年第1期69-71,共3页
石油地面系统多功能泵站运行过程中面临效率低下、能耗偏高、维护困难等问题。通过深入研究泵站工艺流程、设备选型、控制系统,提出针对性优化设计方案。设计中采用离心泵、螺杆泵组合配置,实现多工况高效运行。开发模糊自适应控制算法... 石油地面系统多功能泵站运行过程中面临效率低下、能耗偏高、维护困难等问题。通过深入研究泵站工艺流程、设备选型、控制系统,提出针对性优化设计方案。设计中采用离心泵、螺杆泵组合配置,实现多工况高效运行。开发模糊自适应控制算法,提升系统稳定性。建立泵站运行优化模型,应用节能减排新技术。实验结果表明:优化后系统能效提升15%,运行稳定性显著改善,振动降低30%,维护成本下降25%。优化设计方案已在某油田集输站成功应用,取得显著经济效益,为石油地面系统多功能泵站建设提供重要参考。 展开更多
关键词 多功能泵站 设备选型 工艺优化 智能控制 节能减排
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南海某平台HXJ180型井架修复技术研究
10
作者 黄启海 《科学技术创新》 2026年第3期25-28,共4页
南海某平台HXJ180型修井机已服役多年,需要将其利旧到新平台继续服役。为保证其具备原设计能力,对其采用目视检测、磁粉探伤、超声波测厚等方式进行了整体评估。根据评估结果,采用贴焊矩形管、更换井架上体大腿局部段等方式进行修复。... 南海某平台HXJ180型修井机已服役多年,需要将其利旧到新平台继续服役。为保证其具备原设计能力,对其采用目视检测、磁粉探伤、超声波测厚等方式进行了整体评估。根据评估结果,采用贴焊矩形管、更换井架上体大腿局部段等方式进行修复。修复后进行有限元分析、应力测试。结果显示,修复后井架可按照最大钩载1 800 KN使用。并对应力测试比较薄弱的F处进行了加强,目前该井架已完成新平台19口井的钻完井作业,状态良好,成功实现提质增效的目的。 展开更多
关键词 井架 修复 有限元 应力测试 载荷
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数字化井控设备在石油钻井现场的应用
11
作者 陈忠宇 李鑫 《石油和化工设备》 2026年第1期36-39,共4页
随着石油勘探开发技术的不断进步和信息化建设的深入发展,数字化井控设备在井控安全监测和预警、风险处置及应急指挥等方面的作用日益凸显。本文主要阐述了数字化井控设备在石油钻井现场的应用场景,实现井控安全自动化管理,充分利用大... 随着石油勘探开发技术的不断进步和信息化建设的深入发展,数字化井控设备在井控安全监测和预警、风险处置及应急指挥等方面的作用日益凸显。本文主要阐述了数字化井控设备在石油钻井现场的应用场景,实现井控安全自动化管理,充分利用大数据与云计算技术,发挥智能化复杂预警优势,实现石油钻井现场井控安全防控能力的提升。整套数字化井控设备集成了井控参数的实时监测、数据分析和远程决策指挥等多项功能,可实现对井控技术的全方位、全过程自动化管理。 展开更多
关键词 数字化 井控设备 井控安全 应急指挥 复杂预警
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捕屑节流管汇技术及应用
12
作者 窦文良 《设备管理与维修》 2026年第1期122-125,共4页
节流管汇系统是控制井涌、实施油气井压力控制技术的重要设备,担负着提高井口装置的安全可靠性的重要任务。分析捕屑节流管汇的结构组成、工作原理及其在油气田开发中的重要作用。通过对其性能特点的分析,探讨在实际使用过程中存在的问... 节流管汇系统是控制井涌、实施油气井压力控制技术的重要设备,担负着提高井口装置的安全可靠性的重要任务。分析捕屑节流管汇的结构组成、工作原理及其在油气田开发中的重要作用。通过对其性能特点的分析,探讨在实际使用过程中存在的问题,并提出相应的优化策略,为提高油气田开采效率与安全性提供技术支持与理论依据。 展开更多
关键词 捕屑装置 节流管汇 可调油嘴
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一起石油钻机绞车溜钻故障分析及改进建议
13
作者 张涛 《工业控制计算机》 2026年第1期157-158,160,共3页
以某次石油钻机绞车溜钻故障为案例,系统分析了事故发生的原因及设备损坏机理。通过采集和分析现场运行数据,发现故障源于PLC外部信号瞬时闪断、盘刹无法抱死,最后导致游车高速下坠。结合故障现象与电机解体检查,明确了游车高速下坠时... 以某次石油钻机绞车溜钻故障为案例,系统分析了事故发生的原因及设备损坏机理。通过采集和分析现场运行数据,发现故障源于PLC外部信号瞬时闪断、盘刹无法抱死,最后导致游车高速下坠。结合故障现象与电机解体检查,明确了游车高速下坠时绞车电机端环变形导致绝缘受损。针对故障,提出了优化PLC信号处理、改进盘刹设计和加强维护管理的多项改进措施,为石油钻机绞车系统的可靠性和安全性提供了实践参考,并为绞车溜钻故障的诊断与预防提供新思路。 展开更多
关键词 石油钻机 绞车 溜钻故障
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基于短幅内摆线的螺杆钻具啮合线型研究
14
作者 王春阳 夏秀文 +3 位作者 陆天明 宋苏涵 宋烨 吴开磊 《设备管理与维修》 2026年第1期33-37,共5页
针对螺杆钻具配合线型展开总结分析,目前行业普遍采用普通内摆线的外等距曲线作为啮合曲线,但该线型存在打扣问题,导致螺杆使用性能下降。提出以新型短幅内摆线作为螺杆钻具啮合基础曲线,明确其理论计算公式与设计算理。同时,分析影响... 针对螺杆钻具配合线型展开总结分析,目前行业普遍采用普通内摆线的外等距曲线作为啮合曲线,但该线型存在打扣问题,导致螺杆使用性能下降。提出以新型短幅内摆线作为螺杆钻具啮合基础曲线,明确其理论计算公式与设计算理。同时,分析影响线型加工质量的关键工艺因素,通过台架试验对比两种线型设计样机,结果表明,新型短幅内摆线螺杆钻具效率更高、特性更佳。现场应用验证了新线型动力更强、使用寿命更长,钻井提速效果显著,在油基泥浆、大排量激进钻井场景中展现出优异的可靠性与适应性。 展开更多
关键词 螺杆钻具 啮合线型 短幅内摆线
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非常规油气开发经济评价方法研究与应用 被引量：2
15
作者 胡青 张宝娟 +7 位作者 陈程 张蔓 王祥 曲德斌 丁艳 王剑峰 秦基超 姜关锋 《中国石油勘探》 北大核心 2025年第1期180-192,共13页
目前我国石油公司正在全力推进非常规油气开发的探索与应用实践,非常规油气开发的特殊性使其经济评价有不同于常规油气经济评价的需求和任务。为此,在分析非常规油气开发特征基础上,梳理了非常规油气开发对经济评价的个性化需求,提出了... 目前我国石油公司正在全力推进非常规油气开发的探索与应用实践,非常规油气开发的特殊性使其经济评价有不同于常规油气经济评价的需求和任务。为此,在分析非常规油气开发特征基础上,梳理了非常规油气开发对经济评价的个性化需求,提出了非常规油气开发经济评价的任务与原则。非常规油气开发经济评价一要坚持全生命周期优化理念,突出一体化统筹管理和评价;二要建立一体化优化联动模型,通过倒逼机制推动方案优化。同时,提出了搭建快速经济评价模型和图版、全生命周期联动和对标分析以及风险分析等3类各具特点的非常规油气开发经济评价方法。在非常规项目方案优化和地质工程一体化优化设计时,建议采用搭建快速评价模型和图版的评价方法;在编制非常规项目全生命周期开发方案时,建议采用全生命周期联动和对标分析方法;对于风险较大、不确定性强的非常规项目(例如勘探阶段的项目),需要采用风险分析方法。此外,对于这3类经济评价方法,分别提出了改进和提升方向。 展开更多
关键词 非常规 油气开发 经济评价 地质工程经济一体化 协同优化 风险分析
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基于流场特性的连续循环阀结构优化
16
作者 张文博 华泽君 +3 位作者 刘晓民 薛宪波 张诚成 关皓纶 《石油工业技术监督》 2025年第3期57-64,共8页
连续循环阀是避免井下事故的关键设备,其内部流场作用下主阀板的顺利开闭,是形成连续循环的关键。因此,通过建立连续循环阀内部流场有限元分析模型,探究正-侧循环时阀内部的流场特性,并开展主阀的结构优化。仿真结果表明,主阀板密封锥... 连续循环阀是避免井下事故的关键设备,其内部流场作用下主阀板的顺利开闭,是形成连续循环的关键。因此,通过建立连续循环阀内部流场有限元分析模型,探究正-侧循环时阀内部的流场特性,并开展主阀的结构优化。仿真结果表明,主阀板密封锥面背侧倾斜角为160°时,最利于主阀板的开启及稳定;初始后仰角为0.7°,是侧循环流体对主阀板的最佳关闭角度;当主阀板安装在侧阀对侧时,最利于主阀板关闭。最后对改进的主阀板进行关闭功能性室内测试,实验结果表明,改进后的主阀板可在0.12 MPa液体压差下顺利关闭,提高了连续循环阀的工况适用性。 展开更多
关键词 连续循环阀 流场分析 结构优化 后仰角
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石油智能钻采装备标准发展思路建议
17
作者 陈俊峰 《中国标准化》 2025年第22期84-87,共4页
为了推动中国石油智能钻采装备标准的持续发展和技术进步,本文深入分析了国外智能钻采装备的技术发展和趋势,比对了国内外在该领域标准的差距,提出了针对性的石油智能装备标准化发展建议,旨在为石油行业的智能化转型提供坚实的标准化技... 为了推动中国石油智能钻采装备标准的持续发展和技术进步,本文深入分析了国外智能钻采装备的技术发展和趋势,比对了国内外在该领域标准的差距,提出了针对性的石油智能装备标准化发展建议,旨在为石油行业的智能化转型提供坚实的标准化技术支撑与保障,助力石油企业在全球市场实现高质量发展。 展开更多
关键词 石油智能钻采装备 标准化 数字化
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油气装备数字孪生技术体系构建与应用示范 被引量：2
18
作者 冯定 梁金力 +3 位作者 王健刚 张红 施雷 苗恩铭 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页
油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油... 油气装备与数字孪生技术的结合,是实现无人化、智能化、经济化油气钻探开发工程的关键环节。为实现工况复杂和作业环境恶劣条件下装备行为状态监测、性能评估等系列功能,开展了油气装备数字孪生技术研究。根据数字孪生技术理论,考虑油气装备各系统间的关系,结合多学科、多层次、多物理场耦合的描述方法,构建了一套基于结构性能响应和数据实时映射的油气装备数字孪生技术应用的流程体系。以齿轮齿条钻机为研究对象,建立了基于多系统、多尺度、多要素建模准则的齿轮齿条钻机起升系统的数字孪生体,通过应用示范,验证了理论研究的可靠性。研究结果为油气及相关领域装备的性能评估与寿命预测提供了基于数字孪生技术的应用理论依据。 展开更多
关键词 油气装备 数字孪生 机理模型 齿轮齿条钻机
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基于岩石塑脆性临界破碎理论的高效破岩PDC钻头研制与应用 被引量：1
19
作者 祝效华 胡海 +4 位作者 刘伟吉 冯少波 何灵 田万顷 梁红军 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期102-112,共11页
塔里木盆地作为中国最大的含油气盆地,油气资源丰富,勘探开发潜力巨大。然而,塔里木盆地寒武系发育巨厚白云岩,其岩石强度大、可钻性极差,导致传统PDC(Polycrystalline Diamond Compact)钻头在白云岩地层中的机械钻速低、单只钻头进尺... 塔里木盆地作为中国最大的含油气盆地,油气资源丰富,勘探开发潜力巨大。然而,塔里木盆地寒武系发育巨厚白云岩,其岩石强度大、可钻性极差,导致传统PDC(Polycrystalline Diamond Compact)钻头在白云岩地层中的机械钻速低、单只钻头进尺少。为此,针对塔里木盆地寒武系白云岩地层进行了包括内部结构、力学特性、研磨性与可钻性的综合研究和分析,然后结合已有的白云岩地层钻头结构,优选了主切削齿类型、冠部曲线及刀翼参数,在岩石塑—脆性临界破碎理论的指导下,优化了布齿参数、水力结构,最终形成了适用于寒武系白云岩地层的新型高效PDC钻头并开展了现场试验。研究结果表明:①白云岩地层非均质性强、结构致密、强度大,单轴压缩强度达221.51 MPa,具有中等研磨性并且在高围压条件下的可钻性极差;②PDC钻头采用“浅锥型冠部+长保径段”结构,能够有效降低扭矩波动,进而提升钻头在白云岩地层中的钻进稳定性;③基于塑—脆性临界破碎理论设计的高效破岩PDC钻头在寒武系白云岩层段的提速效果显著,总进尺为603 m,机械钻速为2.87 m/h。结论认为,设计的DS675H钻头经现场应用打破了目前塔里木盆地白云岩地层单只钻头进尺最长和机械钻速最快纪录,为后续寒武系及其以下地层高效钻井提供了技术储备,为深部难钻地层钻井提速提效提供了技术支撑。 展开更多
关键词 塔里木盆地 寒武系 白云岩 PDC钻头 异形齿 塑—脆性 高效破岩 钻井提速
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沙溪庙组硬质砂岩地层异形PDC齿的设计与研究 被引量：1
20
作者 马亚超 罗逸非 +4 位作者 荣准 陶垒 曾汇川 蒋东 张文远 《工程设计学报》 北大核心 2025年第2期262-271,共10页
为解决川东沙溪庙组硬质砂岩地层PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头机械钻速低、磨损严重及钻井成本高的问题,对异形PDC齿在沙溪庙组硬质砂岩地层的破岩性能进行了综合研究。针对沙溪庙组砂岩地层高研磨性、... 为解决川东沙溪庙组硬质砂岩地层PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头机械钻速低、磨损严重及钻井成本高的问题,对异形PDC齿在沙溪庙组硬质砂岩地层的破岩性能进行了综合研究。针对沙溪庙组砂岩地层高研磨性、硬塑性的特点,设计了斧形齿、圆弧曲面齿、斧形曲面齿和斜斧形齿等4种异形PDC齿,并建立了PDC齿切削与压入破岩结合的综合破岩比功评价方法。随后,利用破岩仿真模型,开展了异形PDC齿结构参数优化设计,并对优化后的异形PDC齿进行了破岩性能仿真分析。结果表明:齿刃角为130°的斧形齿和圆弧半径为25 mm的圆弧曲面齿的综合破岩比功最小。最终确定斧形曲面齿的圆弧半径为25 mm,齿刃角为130°,斜斧形齿的齿刃角为130°,倾斜角度为70°。4种异形PDC齿的综合破岩比功和齿刃温度均低于常规PDC齿,且综合破岩比功与磨损高度呈正相关。室内破岩试验结果表明,斧形齿与斧形曲面齿具有更优异的破岩性能。研究结果为沙溪庙组硬质砂岩地层的个性化PDC钻头设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 沙溪庙组硬质砂岩 异形PDC齿 破岩比功 破岩性能
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