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牙轮钻头的破岩过程是通过牙齿直接完成的,清楚牙齿的破岩过程对研究牙轮钻头有重要意义。基于大型非线性动力分析有限元软件LS-DYNA,对牙轮钻头牙齿破岩过程进行计算机仿真。通过对不同齿形牙齿的破碎坑信息进行比较,合理的选择不同齿圈上牙齿的齿形,提高钻头的破岩效率。 相似文献
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一、前言
钻头是影响定向侧钻机械钻速的重要因素之一,现在侧钻井常用的小尺寸钻头主要有三牙轮钻头、PDC钻头和单牙轮钻头,其中,三牙轮钻头最明显的缺点是轴承尺寸小,它主要靠冲击、压碎和小距离刮挤方式破岩,钻头接触井底的牙齿数变化大,牙齿受力不均匀,轴承使用寿命短;PDC钻头由于受结构和工作原理的限制,不仅工作时扭矩较大,牙齿的冲洗和冷却困难,而且它对地层岩性的敏感性较强,不适合钻进砾石地层和软硬交错的地层,目前胜利油田定向侧钻使用最多的就是江汉钻头厂生产的单牙轮钻头, 相似文献
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在石油钻探中,特殊岩性——砾岩,一直是PDC钻头(Polycrystalline Diamond Compact bit)的破岩禁区,各种优秀厂家PDC均无法在砾岩破岩中实现突破。近年个性化切削齿、破岩齿的出现,打破了瓶颈,试砾岩破岩得到可能。在大港油区进行钻井施工过程中,馆陶底砾岩层属于上述岩性,之前技术为采取PDC钻头至砾岩层上部,再起钻更换为牙轮钻头穿砾岩,最后再下入1只PDC钻头钻至中完,使得钻井周期拉长,成本投入大幅增大。随着个性化齿的出现,个性化钻头相继而出,钻头厂家也根据地层岩性特点,有针对性的设计个性化PDC,实现了砾岩破岩和一趟钻技术,大大节约钻井周期和降低了钻井折本。 相似文献
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《科学学与科学技术管理》2003,(5)
沈忠厚(1928.2.13-)石油钻井和水射流技术专家。四川省大竹县人。1951年毕业于重庆大学。曾任石油大学系主任、研究所所长。现任石油大学教授、博士生导师、水射流研究中心主任。近20年将水射流技术与钻井工程相结合,对钻井工程做出创造性成果和贡献。其主要成果有:(1)结合研制高效钻头,对淹没非自由射流动力学规律、自振空化射流理论和机械及水力联合破岩理论有重要突破和发展。在此基础上又发明了新型加长喷嘴牙轮钻头、自振空化射流钻头和机械及水力联合破岩钻头等三种新型高效钻头。三种钻头在油田应用平均提高钻速25%～35%,在10余个油… 相似文献
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本文进行了物探冲旋钻头失效分析及其相应改进技术的试验研究。研究结果表明,物探冲旋钻头的失效主要是钻头本体冲击端面出现麻点、剥落和表面下凹,花键断裂,以及钻头牙齿的磨损和断裂,主要原因是其工况条件复杂,受力状况较差,钻头本体和牙齿材料自身性能(如:硬度、耐磨性、耐冲击性等)不能满足这样复杂的工况条件等,采用钻头本体热处理工艺后,其强度、硬度和冲击韧性明显提高,有利于防止钻头冲击端面的疲劳破坏和花键侧面的塑性变形和压溃,以及提高钻头头部的耐磨性能。同时纳米复合材料在钻头牙齿中的应用,能有效改善牙齿的耐磨性和耐冲击性能,大幅度提高钻头破岩效率,延长钻头使用寿命。 相似文献
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PDC钻头在定向井成功应用,可以大大提高机械转速,但由于PDC钻头在结构与钻进参数上的特殊性,造成了定向井中井眼轨迹控制方面上的难度;牙轮钻头恰恰相反,虽然在轨迹控制上更容易,但是其机械钻速却不能与PDC钻头同日而语。营6-平12井根据牙轮、PDC钻头的不同特点在现场施工过程中灵活配合使用,加之技术保证措施正确,各方面配合密切,取得了较好的经济效益和社会效益。 相似文献
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《中国科技信息》2021,(15)
粒子冲击技术在破岩领域运用广泛,利用高速粒子冲击岩石,降低岩石的强度和硬度,比以往高压水射流冲击破岩效率提高了数倍,因此在日常生产生活中,通常会在钻井液中加入金属粒子,采用粒子冲击技术来击碎岩石,PID钻头辅助破岩,并通过高压水流来排出岩屑,从而达到高效率破岩的目的。本文使用了计算流体力学领域广泛应用的有限元分析软件fluent来进行仿真模拟实验,运用了DPM离散相模型分别模拟了金属粒子在PID粒子冲击钻头旋转与非旋转状态下粒子的运动轨迹,对比发现金属粒子在旋转与非旋转流场中的运动情况有一定的差异,钻头旋转状态下金属粒子能排出环空的数量要远大于钻头非旋转状态下静态流场中金属粒子排出环空的数量,体现出了旋转流场中具有更高的动能。 相似文献
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优化布齿参数是改善钻头性能重要手段之一。针对钻齿井底覆盖图的特性,建立了井底覆盖图均匀度评价、破碎带覆盖率评价等模型,利用Matlab完成了评价模块的开发。通过多参数多目标优化软件isight与钻齿井底覆盖图评价模块协同仿真的机制,建立了一种牙轮钻头布齿结构参数优化的新方法。利用该方法对某型号三牙轮钻头进行了台架试验及布齿结构参数优化设计,其结果表明利用该方法对钻头进行优化设计方便、快捷且可靠性高。 相似文献
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2003年以来,中石化华北分公司在鄂尔多斯北部气田全面推广使用了胜利石油管理局钻井工艺研究院最新研发的具有专利创新结构的P274MF-215.9型、P266MF-215.9型和P156M-215.9型等φ215.9mmPDC钻头,大大提高了钻井速度。PDC钻头的平均单只进尺是牙轮钻头的3.51倍,平均纯钻时间是牙轮钻头的2.37倍,平均机械钻速是牙轮钻头的1.48倍。 相似文献
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正利567区块是东营凹陷北缘一部份,该地区以极不均质的沙四段砂砾岩体著称。一直以来,PDC钻头在该地区该地层难以取得好成绩,大多数井靠牙轮钻头钻进。通过对地层情况进行研究,我们制定了PDC钻头的设计方案,研制出新型PK5252SZ-215.9钻头并进行了现场试验。试验结果表明,新的PDC钻头提高了钻头总进尺,以较快的机械钻速完美地完成了所钻井段。 相似文献
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简述了三牙轮钻机的基本构成,介绍了几种三牙轮钻头的现代设计方法,对计算机辅助设计(CAD)、优化设计、计算机仿真设计、模块化设计、有限元设计进行了总结和概述,对三牙轮钻机的性能和质量的提高有着比较重大的意义. 相似文献
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空气锤钎头是气体钻井工程中的关键部件,但是在使用过程中频繁失效。建立空气锤钎头本体-牙齿-岩石互作用模型,使用ANSYS软件对空气锤钎头冲旋破岩的过程进行仿真分析,将破碎岩石的过程分为5个阶段;分析单次冲旋破碎后的径向井底切片及轴向井底切片。研究结果对提高钎头的使用寿命具有重要的科研意义和实用价值。 相似文献