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基于近钻头工程参数的钻井参数优化方法研究
1
作者
范进朝
张涛
+4 位作者
房超
刘伟
许朝辉
林子力
庞海波
《石油矿场机械》
2025年第1期37-43,共7页
在实际钻井作业中,地面录井参数采样频率低、数据信息量少、距离钻头远,无法准确判断井下钻头工作状态,钻井参数调整主要依靠地面工程师的经验及对钻井数据的简单分析。鉴于此,开展基于近钻头工程参数测量数据的钻井参数优化方法研究。...
在实际钻井作业中,地面录井参数采样频率低、数据信息量少、距离钻头远,无法准确判断井下钻头工作状态,钻井参数调整主要依靠地面工程师的经验及对钻井数据的简单分析。鉴于此,开展基于近钻头工程参数测量数据的钻井参数优化方法研究。建立基于ANN神经网络的机械比能、机械钻速、粘滑振动水平之间的预测模型,平均绝对误差分别为43.865、0.013、0.099。提出了基于DE-NSGA-Ⅱ算法的钻井参数优化方法,利用该方法优化后的钻井参数,实现了最大的机械钻速、最小的机械比能、最大限度地抑制井下粘滑振动等目标,并给出最终的参数优化建议,从而有利于提升钻井效率,实现安全、高效、快速钻井。
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关键词
近钻头工程参数
人工神经网络
差分进化
非支配排序遗传算法
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职称材料
基于无线随钻测量式超短半径水平井钻井技术
被引量：
1
2
作者
王春华
钟晖
+3 位作者
郑殿富
李吉军
丁明海
王昶皓
《石油矿场机械》
CAS
2024年第3期54-60,共7页
为了解决油田开发后期老井产量低、含水高的难题,通过采用小尺寸高弯曲度MWD随钻仪器配合高造斜率螺杆的方法,实现了在老井上部井段侧钻出超短半径水平井,攻关研究大曲率造斜和水平钻进的技术,通过设计研发小尺寸高弯曲度MWD随钻仪器、...
为了解决油田开发后期老井产量低、含水高的难题,通过采用小尺寸高弯曲度MWD随钻仪器配合高造斜率螺杆的方法,实现了在老井上部井段侧钻出超短半径水平井,攻关研究大曲率造斜和水平钻进的技术,通过设计研发小尺寸高弯曲度MWD随钻仪器、高造斜率螺杆等专用工具,并结合现场施工要求,创新基于无线随钻测量方式的超短半径水平井钻井技术。结果表明:该技术具有施工效率高、实时监测井下参数、轨迹控制精度高等优点,可以实现老井剩余油储层定向挖潜改造,扩大泄油面积,改善油井生产条件,提高采收率。
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关键词
螺杆
侧钻
超短半径
造斜
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职称材料
探管式智能钻头参数测量装置研制与现场试验
被引量：
2
3
作者
黄哲
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期34-43,共10页
现有螺杆上游的测量装置无法获得钻头位置处的真实数据,智能钻井在决策控制层面存在严重的数据偏见与不可预测的实施风险。为此,研制了一种探管式智能钻头参数测量装置,可以安装在钻头内部,在不改变现有钻具组合与施工工艺的前提下直接...
现有螺杆上游的测量装置无法获得钻头位置处的真实数据,智能钻井在决策控制层面存在严重的数据偏见与不可预测的实施风险。为此,研制了一种探管式智能钻头参数测量装置,可以安装在钻头内部,在不改变现有钻具组合与施工工艺的前提下直接采集钻头处的真实数据;硬件结构仿真优化结果表明,30 L/s排量与80 MPa环空压力下,理论水力压耗小于0.1 MPa、安全系数为3.06。同时,基于六面法与ARMA+移动Kalman滤波,实现了该装置的误差标定与降噪。该装置在胜利工区现场试验9井次,配套井下工程参数测量短节进行了装置功能验证与井下数据对比,融合综合录井数据进行了试验井提速分析与参数优化决策。试验结果表明,探管式智能钻头参数测量装置能够获取钻头位置处的真实数据,能够为针对性提速提效分析与钻井参数优化提供可靠依据。
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关键词
探管式智能钻头
钻头参数感知装置
下部钻具组合
钻井参数优化
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职称材料
数字钻头技术现状与发展建议
4
作者
黄哲
张伟强
吴仲华
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期124-129,共6页
传统钻具组合力学结构和动力钻具工作特性的限制,测量装置无法获取钻头位置处的真实数据,导致智能钻井在决策与控制层面存在风险。国内外油服公司开发了多种数字钻头测量系统,在不改变钻头结构的前提下能够安装在钻头内部进行数据采集,...
传统钻具组合力学结构和动力钻具工作特性的限制,测量装置无法获取钻头位置处的真实数据,导致智能钻井在决策与控制层面存在风险。国内外油服公司开发了多种数字钻头测量系统,在不改变钻头结构的前提下能够安装在钻头内部进行数据采集,为理论研究、钻井设计和钻井决策控制等提供了数据支持。为推动我国数字钻头的发展,调研了现有各类数字钻头发展现状,讨论了数字钻头技术的应用场景和发展趋势,并提出了技术发展建议。
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关键词
数字钻头
技术现状
发展建议
工况诊断
优化钻井
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职称材料
圆柱形PDC切削齿磨损对钻井工艺规程的影响
5
作者
任雷
祁任泽
+1 位作者
何胜煜
卜长根
《石油矿场机械》
CAS
2024年第5期1-5,共5页
聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻头因其较高的耐磨性与钻井时效,在油气和地热的深部钻井中得到了广泛应用。PDC切削齿性能与切削齿磨损程度相关,直接影响钻头的寿命和钻进效率,所以研究切削齿的磨损对钻井工...
聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻头因其较高的耐磨性与钻井时效,在油气和地热的深部钻井中得到了广泛应用。PDC切削齿性能与切削齿磨损程度相关,直接影响钻头的寿命和钻进效率,所以研究切削齿的磨损对钻井工艺规程至关重要。针对切削齿在磨损阶段与岩石接触区域形状复杂、面积计算困难的问题,通过使用平面斜截复合片所在圆柱面的方法,推导出接触区域为部分椭圆,得到了接触面积与磨损高度、后倾角的函数表达式,分析了磨损高度、后倾角的变化对接触比压、片内剪应力的影响。结果表明:切削齿与岩石的接触面积受复合片磨损高度、后倾角大小的影响,磨损高度越大,后倾角越小,接触面积及面积变化率越大;相同载荷下的接触比压和片内剪应力随接触面积增大而越小。因此应根据复合片的磨损状态选择合适的钻井工艺参数,以维持PDC钻头的破岩效率。
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关键词
PDC切削齿
磨损高度
接触面积
钻压
剪应力
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职称材料
锥形与常规PDC齿混合布齿破岩机理研究及钻头研制
被引量：
1
6
作者
王鸿远
《石化技术》
CAS
2024年第8期389-391,共3页
常规PDC钻头在砾岩地层中易发生崩齿和碎齿,钻头进尺短、钻速低,钻井周期长、成本高等问题突出。为了提高砾岩地层的钻进效率,本文开展了锥形PDC齿与常规PDC齿混合切削砾岩实验,探究了齿间距和齿高差等参数对切削力、破岩体积及破岩效...
常规PDC钻头在砾岩地层中易发生崩齿和碎齿,钻头进尺短、钻速低,钻井周期长、成本高等问题突出。为了提高砾岩地层的钻进效率,本文开展了锥形PDC齿与常规PDC齿混合切削砾岩实验,探究了齿间距和齿高差等参数对切削力、破岩体积及破岩效率的影响规律,研制了Φ215.9 mm混合布齿PDC钻头,并在砾岩地层某口定向井中开展了现场试验。结果表明:随着齿间距增大,切削力和破岩体积逐渐增加,破岩效率先升高后降低,且在齿间距为18 mm时达到最大值;随着齿高差的增加,破岩体积呈线性增加,破岩效率先升高后降低,在齿高度差为0.5 mm时破岩效率最高;与邻井同井段用的牙轮钻头和常规PDC钻头相比,研制的混合布齿PDC钻头的机械钻速分别提高了37.93%和52.38%,进尺分别提高了117.45%以及86.87%。研究结果为适用于砾岩地层钻井的混合布齿PDC钻头设计提供理论依据。
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关键词
锥形PDC齿
混合切削
砾岩
混合布齿
PDC钻头
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职称材料
随钻微取心技术在南海东部浅部地层中的应用
7
作者
胡建民
闫占良
+2 位作者
夏竹君
曹鹏飞
李朝
《能源技术与管理》
2024年第6期227-230,共4页
应用广泛的PDC钻头在石油钻井行业中提高钻井效率的同时,也给现场录井和后续地质资料的研究应用带来了较大的困扰。而随钻微取心技术的核心是在不牺牲钻井时效的前提下,可以取得更高质量的地质实物资料。该技术在A1井的试用,是南海东部...
应用广泛的PDC钻头在石油钻井行业中提高钻井效率的同时,也给现场录井和后续地质资料的研究应用带来了较大的困扰。而随钻微取心技术的核心是在不牺牲钻井时效的前提下,可以取得更高质量的地质实物资料。该技术在A1井的试用,是南海东部在浅部地层提高地质资料录取质量方面的大胆尝试。A1井累计微取心进尺370 m,在泥岩及灰质砂岩段所取岩心质量较高,疏松砂岩段未能收获岩心。
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关键词
南海东部
海上油田
随钻微取心
钻井技术
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职称材料
衡扭矩技术在钻井工程中的应用
8
作者
苗雨
《石油和化工设备》
CAS
2024年第5期83-85,91,共4页
面对钻井工程中软硬交替等复杂地层中PDC钻头十分容易发生卡钻、崩齿、断脱的技术难题,提出衡扭矩技术的应用思路,对该技术工具配置、工作原理、执行机构等展开分析,并对其在试验井中的应用过程及效果进行阐述探析。结果表明,PDC钻头衡...
面对钻井工程中软硬交替等复杂地层中PDC钻头十分容易发生卡钻、崩齿、断脱的技术难题,提出衡扭矩技术的应用思路,对该技术工具配置、工作原理、执行机构等展开分析,并对其在试验井中的应用过程及效果进行阐述探析。结果表明,PDC钻头衡扭矩工具以碟簧蓄能装置和螺旋化键短节为主体,具备钻压自动调整功能,可确保钻头匀速转动,避免卡钻蹩滑等情况发生;有利于维护井下工具仪器的运行安全,可在我国井深与地层复杂程度较大的油井推广应用。
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关键词
衡扭矩技术
钻井工程
PDC钻头
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职称材料
基于多目标遗传算法的PDC复合片交界结构优化设计
9
作者
吴泽兵
袁若飞
+1 位作者
张文溪
刘家乐
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期24-33,共10页
为改善PDC复合片界面处的结合能力,提升其整体的抗冲击性和稳定性,提出了一种新型交界结构。采用有限元方法,对比了外界载荷影响下所设计交界结构和常规界面结构复合片的应力分布状态,并基于提出的交界结构,考虑其结构参数的影响,使用...
为改善PDC复合片界面处的结合能力,提升其整体的抗冲击性和稳定性,提出了一种新型交界结构。采用有限元方法,对比了外界载荷影响下所设计交界结构和常规界面结构复合片的应力分布状态,并基于提出的交界结构,考虑其结构参数的影响,使用最优填充空间法进行采样,结合最小二乘法构建了结构场的二阶响应面近似模型;以交界结构参数为设计变量,结构场等效应力、最大剪应力和最大主应力的最大值为设计目标,采用多目标遗传算法对响应面近似模型进行优化。研究结果表明,相同模拟条件下,相比常规交界结构,新型交界结构的等效应力最大值降低了50.7%,剪应力最大值降低了52.0%,最大主应力最大值降低了22.4%。优化后的PDC复合片在相同条件下,等效应力、最大剪应力及最大主应力均降低14%以上,且具有更好的破岩稳定性,能有效避免应力集中,同时热稳定性增强。研究结果为PDC复合片优化设计提供了理论依据,同时提供了新的优化方法,有助于降低研发成本。
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关键词
PDC复合片
交界结构
多目标遗传算法
破岩性能
优化设计
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职称材料
硬地层PDC钻头切削齿尺寸及后倾角优化设计
被引量：
62
10
作者
邹德永
曹继飞
+2 位作者
袁军
谌湛
于鹏
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2011年第6期91-94,共4页
PDC钻头是目前石油钻井中使用较为广泛的一种破岩工具,但其在硬地层中的使用效果不佳,钻进效率低,使用寿命短。PDC钻头的切削齿尺寸、后倾角等是影响其钻进性能的重要参数,通过室内微钻头试验,综合考虑硬地层PDC钻头布齿设计中切削齿的...
PDC钻头是目前石油钻井中使用较为广泛的一种破岩工具,但其在硬地层中的使用效果不佳,钻进效率低,使用寿命短。PDC钻头的切削齿尺寸、后倾角等是影响其钻进性能的重要参数,通过室内微钻头试验,综合考虑硬地层PDC钻头布齿设计中切削齿的重叠和覆盖情况,以相同钻压下微钻头在岩样表面旋转一周的切削深度作为评价其破岩效率的指标,分析了切削齿尺寸、后倾角等对硬地层PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:在钻进可钻性超过Ⅵ级的硬地层时,切削齿尺寸越大,其破岩效率越低;钻进可钻性为Ⅵ—Ⅶ级的硬地层时,13.44mm切削齿的破岩效率最高,其最佳后倾角为15°。
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关键词
硬地层
PDC钻头
切削齿尺寸
后倾角
破岩效率
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职称材料
旋转齿PDC钻头研制及应用
11
作者
于建宾
关舒伟
+1 位作者
杨文楼
谭杰
《石油和化工设备》
CAS
2024年第5期146-149,137,共5页
为进一步提高PDC钻头的破岩效率,延长钻头进尺,研制了旋转齿PDC钻头,该钻头切削齿破碎岩石的同时保持旋转,旋转能够均匀分散磨损,同时也有效地冷却切削齿保持切削齿锋利;切削齿的周边都得到充分利用,提高切削齿的利用率。本文设计了旋...
为进一步提高PDC钻头的破岩效率,延长钻头进尺,研制了旋转齿PDC钻头,该钻头切削齿破碎岩石的同时保持旋转,旋转能够均匀分散磨损,同时也有效地冷却切削齿保持切削齿锋利;切削齿的周边都得到充分利用,提高切削齿的利用率。本文设计了旋转齿结构,通过有限元模拟优化各部位参数,研制出旋转齿,设计研制了旋转齿PDC钻头,并进行了现场试验,进尺高、机械钻速快,具有极高的推广应用价值。
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关键词
旋转齿
PDC钻头
研制
应用
机械钻速
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职称材料
锥形PDC单齿破岩试验研究
被引量：
17
12
作者
邹德永
郭玉龙
+3 位作者
赵建
陈修平
王家骏
于金平
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期122-125,共4页
为优化锥形PDC齿钻头的结构设计并提高其钻进硬地层的能力,通过锥形PDC切削齿在玄武岩上的破岩试验,分析了切削角、锥顶角及钻压等因素对锥形PDC切削齿破岩效率的影响规律。结果表明:锥形PDC齿适合其锥尖指向钻头轴线安装在钻头上;随着...
为优化锥形PDC齿钻头的结构设计并提高其钻进硬地层的能力,通过锥形PDC切削齿在玄武岩上的破岩试验,分析了切削角、锥顶角及钻压等因素对锥形PDC切削齿破岩效率的影响规律。结果表明:锥形PDC齿适合其锥尖指向钻头轴线安装在钻头上;随着切削角增大,切削深度先增大后减小,当切削角为25°时,切削深度最深;破碎相同体积的岩石,锥顶角小的锥形PDC齿所需的水平切削力小,更易破碎岩石;切削深度与钻压呈指数关系,随着钻压增加而增大。试验结果可为锥形PDC齿钻头结构设计提供依据。
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关键词
聚晶金刚石复合片钻头
锥形切削齿
破岩
切削角
锥顶角
切削深度
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职称材料
自振空化射流钻头喷嘴研制及现场试验
被引量：
43
13
作者
李根生
沈忠厚
+1 位作者
张召平
廖华林
《石油钻探技术》
CAS
2003年第5期11-13,共3页
在风琴管谐振腔模型的基础上,给出了自振空化喷嘴的设计模式。用硬质合金为主要材料研制出了石油钻井用自振空化射流喷嘴。现场试验表明,自振空化喷嘴钻头与普通中长喷嘴钻头相比,钻井速度提高10.5%～49.3%,平均机械钻速提高31.2%,钻头...
在风琴管谐振腔模型的基础上,给出了自振空化喷嘴的设计模式。用硬质合金为主要材料研制出了石油钻井用自振空化射流喷嘴。现场试验表明,自振空化喷嘴钻头与普通中长喷嘴钻头相比,钻井速度提高10.5%～49.3%,平均机械钻速提高31.2%,钻头进尺也相应增加29.1%。自振空化射流喷嘴具有广泛的应用前景。
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关键词
自振空化射流钻头
喷嘴
研制
现场试验
机械钻速
石油钻井
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职称材料
牙轮钻头损坏分析及应对措施
被引量：
15
14
作者
韩福彬
杨明合
+2 位作者
翟应虎
王文广
蒋宏伟
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第4期76-77,共2页
大庆油田徐家围子地区深部地层岩石可钻性差、研磨性强、硬度高,在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层,钻井难度大,严重地影响钻头和钻具使用寿命;统计分析表明,该地区牙轮钻头损坏的主要表现为齿磨、掉齿、断齿、牙轮卡死和外径磨损等。据...
大庆油田徐家围子地区深部地层岩石可钻性差、研磨性强、硬度高,在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层,钻井难度大,严重地影响钻头和钻具使用寿命;统计分析表明,该地区牙轮钻头损坏的主要表现为齿磨、掉齿、断齿、牙轮卡死和外径磨损等。据此提出了一系列应对措施:大力改进了硬质合金齿材料,开发新齿形的硬质合金齿;采用复合齿与稀土齿混装以增加抗研磨和冲击能力;改进相应配套钻井措施等。
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关键词
深部构造
牙轮钻头
损坏
应对措施
大庆油田
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职称材料
川西须家河组地层PDC钻头结构参数优化及选型
被引量：
26
15
作者
肖国益
胡大梁
+2 位作者
廖忠会
王希勇
李群生
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2012年第3期28-32,共5页
川西深层须家河组气藏主力储层埋藏深、地质条件复杂,尤其是其地层硬度高、可钻性差,致使钻头选型困难,机械钻速低。为提高须家河组地层机械钻速,针对地层岩性特征,利用ABAQUS软件建立了切削齿破岩有限元模型,结合钻头设计理论优化了PD...
川西深层须家河组气藏主力储层埋藏深、地质条件复杂,尤其是其地层硬度高、可钻性差,致使钻头选型困难,机械钻速低。为提高须家河组地层机械钻速,针对地层岩性特征,利用ABAQUS软件建立了切削齿破岩有限元模型,结合钻头设计理论优化了PDC钻头结构参数,确定出了适合须家河组地层的钻头冠部轮廓、切削齿、刀翼数和保径特征等主要结构参数,提出了PDC钻头选型的关键特征。在此基础上,优选出了9个型号PDC钻头,形成了须家河组地层钻头系列化选型方案:须5段—须3段地层宜选用攻击性强同时具有较强抗研磨性和抗冲击性的PDC钻头,须2段地层宜选用高抗研磨性兼顾吃入能力和抗冲击性的混合布齿钻头。现场应用表明,42只优选钻头平均进尺增加27.57%,钻速提高40.19%,实现了须家河组地层钻井提速新突破。
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关键词
PDC钻头
钻头选型
机械钻速
须家河组
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职称材料
空气锤及空气钻头在普光气田的应用
被引量：
20
16
作者
侯树刚
李铁成
+1 位作者
舒尚文
徐泓
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第9期65-67,共3页
普光气田已钻井实践表明,常规钻井液钻井技术机械钻速低,钻井周期长,钻井复杂及事故多,无法满足普光气田开发要求。如何优质、安全、快速钻井成为普光气田勘探开发进程中必须要解决的重大技术难题。为此,对空气锤和空气钻头发展历史进...
普光气田已钻井实践表明,常规钻井液钻井技术机械钻速低,钻井周期长,钻井复杂及事故多,无法满足普光气田开发要求。如何优质、安全、快速钻井成为普光气田勘探开发进程中必须要解决的重大技术难题。为此,对空气锤和空气钻头发展历史进行了简单回顾,介绍了空气锤及空气钻头的结构、使用优点和应用注意事项,重点阐述了空气锤和空气钻头在普光气田的应用效果和出现的问题。实践证明,空气冲击旋转钻井技术是解决普光气田陆相地层钻井难题的有效途径,是加快普光气田开发进程的重要技术,为解决高陡构造防斜打快提供了新思路。
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关键词
空气锤
空气钻头
普光气田
空气钻井
欠平衡钻井
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职称材料
实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证
被引量：
23
17
作者
黄红梅
翟应虎
+2 位作者
王辉
周卫东
杨燕周
《石油大学学报（自然科学版）》
EI
CSCD
北大核心
2005年第3期49-52,共4页
利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果...
利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果揭示了钻头流场存在低速区、回流区和滞流区域,为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。为了对数值模拟的结果进行检验,建立了PDC钻头流体测试实验台架,利用粒子成像测速技术对PDC钻头4个喷嘴的出口流场进行了测试。将测试的喷嘴轴向速度与数值模拟结果进行了对比分析,两者吻合较好。
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关键词
聚晶金刚石钻头
PDC
三维湍流
数值模拟
切削齿
射流喷嘴
流场
网格划分
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职称材料
新型定向井PDC钻头的研制与应用
被引量：
21
18
作者
罗恒荣
唐玉响
+2 位作者
徐玉超
沈建文
曹汉原
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2007年第5期86-89,共4页
针对常规PDC钻头在胜利油田临盘区块定向井钻井施工中,工具面不稳定、难以控制、滑动钻进时钻压较小、钻速低的问题,研制出了一种新型定向井PDC钻头。该PDC钻头采用短剖面形状,特殊双重切削布齿结构,又对钻头进行了力平衡设计,把钻头的...
针对常规PDC钻头在胜利油田临盘区块定向井钻井施工中,工具面不稳定、难以控制、滑动钻进时钻压较小、钻速低的问题,研制出了一种新型定向井PDC钻头。该PDC钻头采用短剖面形状,特殊双重切削布齿结构,又对钻头进行了力平衡设计,把钻头的侧向力减到最小,增加了钻头工作时的稳定性。在临盘区块多口定向井的现场应用表明,新型定向井PDC钻头滑动钻进时钻压变化的敏感度小,工具面可控性好,复合钻进机械钻速和定向井机械钻速较常规PDC钻头都有较大幅度提高,且提高了钻井和下套管效率及井身质量。
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关键词
PDC钻头
定向钻井
机械钻速
胜利油田
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职称材料
PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究
被引量：
20
19
作者
邹德永
徐城凯
+2 位作者
易杨
陈修平
于金平
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期85-90,共6页
根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取...
根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取值问题。结果表明:(1)当岩石可钻性级别小于Ⅲ时,破岩效率随切削齿尺寸的增大而增大;(2)当岩石可钻性级别大于Ⅲ时,16 mm切削齿的破岩效率最高;(3)切削齿尺寸对破岩效率产生不同影响规律的岩石可钻性级值分界点为3.11;(4)在6种不同可钻性级别的岩石中,随切削齿后倾角增大,破岩效率均呈线性规律降低,但随着岩石可钻性级别的增大,后倾角对破岩效率的影响程度降低;(5)在不同可钻性级别的岩石中,随着布齿密度增大,破岩效率均呈幂函数规律降低。该研究成果为按岩石可钻性级别合理选择PDC钻头提供了依据。
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关键词
PDC钻头
台架试验
破岩效率
切削齿尺寸
切削齿后倾角
布齿密度
岩石可钻性
地层适应性
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职称材料
三牙轮钻头破岩过程计算机仿真模型
被引量：
14
20
作者
况雨春
伍开松
+1 位作者
杨迎新
马德坤
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第S1期235-238,共4页
进行钻头钻进过程的仿真对于优化钻头设计、提高破岩效率以及钻头选型都有着重要的应用价值。以现场实钻数据为基础,采用"黑箱法"为钻头钻进岩石互作用仿真模型的基本建模方法,对决定钻头钻进性能的齿坑模型和牙齿吃入岩石的...
进行钻头钻进过程的仿真对于优化钻头设计、提高破岩效率以及钻头选型都有着重要的应用价值。以现场实钻数据为基础,采用"黑箱法"为钻头钻进岩石互作用仿真模型的基本建模方法,对决定钻头钻进性能的齿坑模型和牙齿吃入岩石的力-吃深模型进行了仿真建模。并采用误差梯度下降算法来估计不同钻头结构和岩石性质所对应的模型参数,进而实现对钻头钻进过程的仿真。采用实钻数据反演的建模思路有利于利用大量的现场数据实现对模型的完善,更好地反映现场的各种钻井工况,使钻头破岩仿真技术在实用性和经济性上前进一大步。
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关键词
三牙轮钻头
钻进过程
反演
仿真模型
参数估计
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职称材料
题名
基于近钻头工程参数的钻井参数优化方法研究
1
作者
范进朝
张涛
房超
刘伟
许朝辉
林子力
庞海波
机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
油气钻完井技术国家工程研究中心
北京信息科技大学
高动态导航技术北京市重点实验室
出处
《石油矿场机械》
2025年第1期37-43,共7页
基金
国家自然科学基金“钻井复杂工况井下实时智能识别系统研制”(52227804)
中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“智能钻完井控制理论与关键模型研究”(2023ZZ06-02)。
文摘
在实际钻井作业中,地面录井参数采样频率低、数据信息量少、距离钻头远,无法准确判断井下钻头工作状态,钻井参数调整主要依靠地面工程师的经验及对钻井数据的简单分析。鉴于此,开展基于近钻头工程参数测量数据的钻井参数优化方法研究。建立基于ANN神经网络的机械比能、机械钻速、粘滑振动水平之间的预测模型,平均绝对误差分别为43.865、0.013、0.099。提出了基于DE-NSGA-Ⅱ算法的钻井参数优化方法,利用该方法优化后的钻井参数,实现了最大的机械钻速、最小的机械比能、最大限度地抑制井下粘滑振动等目标,并给出最终的参数优化建议,从而有利于提升钻井效率,实现安全、高效、快速钻井。
关键词
近钻头工程参数
人工神经网络
差分进化
非支配排序遗传算法
Keywords
near drill bit engineering parameters
artificial neural network
differential evolution
non-dominated ranking genetic algorithm
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
基于无线随钻测量式超短半径水平井钻井技术
被引量：
1
2
作者
王春华
钟晖
郑殿富
李吉军
丁明海
王昶皓
机构
大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院
大庆钻探工程公司
东北石油大学
出处
《石油矿场机械》
CAS
2024年第3期54-60,共7页
基金
黑龙江省博士后基金(LBH-Z20120)。
文摘
为了解决油田开发后期老井产量低、含水高的难题,通过采用小尺寸高弯曲度MWD随钻仪器配合高造斜率螺杆的方法,实现了在老井上部井段侧钻出超短半径水平井,攻关研究大曲率造斜和水平钻进的技术,通过设计研发小尺寸高弯曲度MWD随钻仪器、高造斜率螺杆等专用工具,并结合现场施工要求,创新基于无线随钻测量方式的超短半径水平井钻井技术。结果表明:该技术具有施工效率高、实时监测井下参数、轨迹控制精度高等优点,可以实现老井剩余油储层定向挖潜改造,扩大泄油面积,改善油井生产条件,提高采收率。
关键词
螺杆
侧钻
超短半径
造斜
Keywords
screw
sidetrack
ultra-short radius
syncline
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
探管式智能钻头参数测量装置研制与现场试验
被引量：
2
3
作者
黄哲
机构
中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
中国石化超深井钻井工程技术重点实验室
出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期34-43,共10页
基金
中国石化优秀青年创新基金项目“智能钻头参数感知与优化控制技术”(编号:P23219)
中石化石油工程技术服务有限公司课题“PDC钻头四参数采集系统研制与应用”(编号:AMBG220089)
山东省中央引导地方科技发展专项资金项目“海洋油气钻井数字化技术创新平台建设”(编号:YDZX2022015)联合资助。
文摘
现有螺杆上游的测量装置无法获得钻头位置处的真实数据,智能钻井在决策控制层面存在严重的数据偏见与不可预测的实施风险。为此,研制了一种探管式智能钻头参数测量装置,可以安装在钻头内部,在不改变现有钻具组合与施工工艺的前提下直接采集钻头处的真实数据;硬件结构仿真优化结果表明,30 L/s排量与80 MPa环空压力下,理论水力压耗小于0.1 MPa、安全系数为3.06。同时,基于六面法与ARMA+移动Kalman滤波,实现了该装置的误差标定与降噪。该装置在胜利工区现场试验9井次,配套井下工程参数测量短节进行了装置功能验证与井下数据对比,融合综合录井数据进行了试验井提速分析与参数优化决策。试验结果表明,探管式智能钻头参数测量装置能够获取钻头位置处的真实数据,能够为针对性提速提效分析与钻井参数优化提供可靠依据。
关键词
探管式智能钻头
钻头参数感知装置
下部钻具组合
钻井参数优化
Keywords
probe-type intelligent bit
bit parameter sensing device
bottom hole assembly
drilling parameters optimization
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
数字钻头技术现状与发展建议
4
作者
黄哲
张伟强
吴仲华
机构
中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
中国石化超深井钻井工程技术重点实验室
出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期124-129,共6页
基金
中国石化科技攻关项目“智能钻头参数感知与优化控制技术”(编号:P23219)
山东省中央引导地方科技发展专项资金项目“海洋油气钻井数字化技术创新平台建设”(编号:YDZX2022015)
中石化石油工程有限公司课题“PDC钻头四参数采集系统研制与应用”(编号:AMBG220089)联合资助。
文摘
传统钻具组合力学结构和动力钻具工作特性的限制,测量装置无法获取钻头位置处的真实数据,导致智能钻井在决策与控制层面存在风险。国内外油服公司开发了多种数字钻头测量系统,在不改变钻头结构的前提下能够安装在钻头内部进行数据采集,为理论研究、钻井设计和钻井决策控制等提供了数据支持。为推动我国数字钻头的发展,调研了现有各类数字钻头发展现状,讨论了数字钻头技术的应用场景和发展趋势,并提出了技术发展建议。
关键词
数字钻头
技术现状
发展建议
工况诊断
优化钻井
Keywords
digital bit
technical status
development suggestions
condition diagnosis
optimized drilling
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
圆柱形PDC切削齿磨损对钻井工艺规程的影响
5
作者
任雷
祁任泽
何胜煜
卜长根
机构
中国地质大学(北京)工程技术学院
出处
《石油矿场机械》
CAS
2024年第5期1-5,共5页
基金
雄安新区科技创新专项“雄安新区地热资源高效钻井与开采新型技术应用研究”(2022XAGG0500)。
文摘
聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact,PDC)钻头因其较高的耐磨性与钻井时效,在油气和地热的深部钻井中得到了广泛应用。PDC切削齿性能与切削齿磨损程度相关,直接影响钻头的寿命和钻进效率,所以研究切削齿的磨损对钻井工艺规程至关重要。针对切削齿在磨损阶段与岩石接触区域形状复杂、面积计算困难的问题,通过使用平面斜截复合片所在圆柱面的方法,推导出接触区域为部分椭圆,得到了接触面积与磨损高度、后倾角的函数表达式,分析了磨损高度、后倾角的变化对接触比压、片内剪应力的影响。结果表明:切削齿与岩石的接触面积受复合片磨损高度、后倾角大小的影响,磨损高度越大,后倾角越小,接触面积及面积变化率越大;相同载荷下的接触比压和片内剪应力随接触面积增大而越小。因此应根据复合片的磨损状态选择合适的钻井工艺参数,以维持PDC钻头的破岩效率。
关键词
PDC切削齿
磨损高度
接触面积
钻压
剪应力
Keywords
PDC cutting teeth
wear height
contact area
weight on bit
shear stress
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
锥形与常规PDC齿混合布齿破岩机理研究及钻头研制
被引量：
1
6
作者
王鸿远
机构
中石化中原石油工程有限公司
出处
《石化技术》
CAS
2024年第8期389-391,共3页
文摘
常规PDC钻头在砾岩地层中易发生崩齿和碎齿,钻头进尺短、钻速低,钻井周期长、成本高等问题突出。为了提高砾岩地层的钻进效率,本文开展了锥形PDC齿与常规PDC齿混合切削砾岩实验,探究了齿间距和齿高差等参数对切削力、破岩体积及破岩效率的影响规律,研制了Φ215.9 mm混合布齿PDC钻头,并在砾岩地层某口定向井中开展了现场试验。结果表明:随着齿间距增大,切削力和破岩体积逐渐增加,破岩效率先升高后降低,且在齿间距为18 mm时达到最大值;随着齿高差的增加,破岩体积呈线性增加,破岩效率先升高后降低,在齿高度差为0.5 mm时破岩效率最高;与邻井同井段用的牙轮钻头和常规PDC钻头相比,研制的混合布齿PDC钻头的机械钻速分别提高了37.93%和52.38%,进尺分别提高了117.45%以及86.87%。研究结果为适用于砾岩地层钻井的混合布齿PDC钻头设计提供理论依据。
关键词
锥形PDC齿
混合切削
砾岩
混合布齿
PDC钻头
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
随钻微取心技术在南海东部浅部地层中的应用
7
作者
胡建民
闫占良
夏竹君
曹鹏飞
李朝
机构
中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司
出处
《能源技术与管理》
2024年第6期227-230,共4页
文摘
应用广泛的PDC钻头在石油钻井行业中提高钻井效率的同时,也给现场录井和后续地质资料的研究应用带来了较大的困扰。而随钻微取心技术的核心是在不牺牲钻井时效的前提下,可以取得更高质量的地质实物资料。该技术在A1井的试用,是南海东部在浅部地层提高地质资料录取质量方面的大胆尝试。A1井累计微取心进尺370 m,在泥岩及灰质砂岩段所取岩心质量较高,疏松砂岩段未能收获岩心。
关键词
南海东部
海上油田
随钻微取心
钻井技术
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
衡扭矩技术在钻井工程中的应用
8
作者
苗雨
机构
大庆钻探工程公司钻井四公司钻井工程技术服务中心
出处
《石油和化工设备》
CAS
2024年第5期83-85,91,共4页
文摘
面对钻井工程中软硬交替等复杂地层中PDC钻头十分容易发生卡钻、崩齿、断脱的技术难题,提出衡扭矩技术的应用思路,对该技术工具配置、工作原理、执行机构等展开分析,并对其在试验井中的应用过程及效果进行阐述探析。结果表明,PDC钻头衡扭矩工具以碟簧蓄能装置和螺旋化键短节为主体,具备钻压自动调整功能,可确保钻头匀速转动,避免卡钻蹩滑等情况发生;有利于维护井下工具仪器的运行安全,可在我国井深与地层复杂程度较大的油井推广应用。
关键词
衡扭矩技术
钻井工程
PDC钻头
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
基于多目标遗传算法的PDC复合片交界结构优化设计
9
作者
吴泽兵
袁若飞
张文溪
刘家乐
机构
西安石油大学机械工程学院
出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期24-33,共10页
基金
国家油气钻井装备工程技术研究中心基金项目“智能自动送钻系统研究与应用”(编号:Z20257)
陕西省重点研发计划项目“基于深度学习的智能送钻系统目标钻压实时获取及控制优化”(编号:2022KW-10)联合资助。
文摘
为改善PDC复合片界面处的结合能力,提升其整体的抗冲击性和稳定性,提出了一种新型交界结构。采用有限元方法,对比了外界载荷影响下所设计交界结构和常规界面结构复合片的应力分布状态,并基于提出的交界结构,考虑其结构参数的影响,使用最优填充空间法进行采样,结合最小二乘法构建了结构场的二阶响应面近似模型;以交界结构参数为设计变量,结构场等效应力、最大剪应力和最大主应力的最大值为设计目标,采用多目标遗传算法对响应面近似模型进行优化。研究结果表明,相同模拟条件下,相比常规交界结构,新型交界结构的等效应力最大值降低了50.7%,剪应力最大值降低了52.0%,最大主应力最大值降低了22.4%。优化后的PDC复合片在相同条件下,等效应力、最大剪应力及最大主应力均降低14%以上,且具有更好的破岩稳定性,能有效避免应力集中,同时热稳定性增强。研究结果为PDC复合片优化设计提供了理论依据,同时提供了新的优化方法,有助于降低研发成本。
关键词
PDC复合片
交界结构
多目标遗传算法
破岩性能
优化设计
Keywords
PDC composite sheet
interface structure
multi-objective genetic algorithm
rock-breaking performance
optimization design
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
硬地层PDC钻头切削齿尺寸及后倾角优化设计
被引量：
62
10
作者
邹德永
曹继飞
袁军
谌湛
于鹏
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院
出处
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2011年第6期91-94,共4页
基金
国家高技术研究发展计划("863"计划)课题"超深井新型破岩工具及配套技术研究"(编号:2006AA06A109)部分研究内容
文摘
PDC钻头是目前石油钻井中使用较为广泛的一种破岩工具,但其在硬地层中的使用效果不佳,钻进效率低,使用寿命短。PDC钻头的切削齿尺寸、后倾角等是影响其钻进性能的重要参数,通过室内微钻头试验,综合考虑硬地层PDC钻头布齿设计中切削齿的重叠和覆盖情况,以相同钻压下微钻头在岩样表面旋转一周的切削深度作为评价其破岩效率的指标,分析了切削齿尺寸、后倾角等对硬地层PDC钻头破岩效率的影响。结果表明:在钻进可钻性超过Ⅵ级的硬地层时,切削齿尺寸越大,其破岩效率越低;钻进可钻性为Ⅵ—Ⅶ级的硬地层时,13.44mm切削齿的破岩效率最高,其最佳后倾角为15°。
关键词
硬地层
PDC钻头
切削齿尺寸
后倾角
破岩效率
Keywords
hard formation
PDC bit
cutter size
back rake
cutting efficiency
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
旋转齿PDC钻头研制及应用
11
作者
于建宾
关舒伟
杨文楼
谭杰
机构
胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司
出处
《石油和化工设备》
CAS
2024年第5期146-149,137,共5页
文摘
为进一步提高PDC钻头的破岩效率,延长钻头进尺,研制了旋转齿PDC钻头,该钻头切削齿破碎岩石的同时保持旋转,旋转能够均匀分散磨损,同时也有效地冷却切削齿保持切削齿锋利;切削齿的周边都得到充分利用,提高切削齿的利用率。本文设计了旋转齿结构,通过有限元模拟优化各部位参数,研制出旋转齿,设计研制了旋转齿PDC钻头,并进行了现场试验,进尺高、机械钻速快,具有极高的推广应用价值。
关键词
旋转齿
PDC钻头
研制
应用
机械钻速
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
锥形PDC单齿破岩试验研究
被引量：
17
12
作者
邹德永
郭玉龙
赵建
陈修平
王家骏
于金平
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期122-125,共4页
基金
国家"十二五"科技重大专项"中东富油气区复杂地层井筒关键技术"(编号:2011ZX05031-004)资助
文摘
为优化锥形PDC齿钻头的结构设计并提高其钻进硬地层的能力,通过锥形PDC切削齿在玄武岩上的破岩试验,分析了切削角、锥顶角及钻压等因素对锥形PDC切削齿破岩效率的影响规律。结果表明:锥形PDC齿适合其锥尖指向钻头轴线安装在钻头上;随着切削角增大,切削深度先增大后减小,当切削角为25°时,切削深度最深;破碎相同体积的岩石,锥顶角小的锥形PDC齿所需的水平切削力小,更易破碎岩石;切削深度与钻压呈指数关系,随着钻压增加而增大。试验结果可为锥形PDC齿钻头结构设计提供依据。
关键词
聚晶金刚石复合片钻头
锥形切削齿
破岩
切削角
锥顶角
切削深度
Keywords
PDC bit
conical cutter
rock breaking
cutting angle
cone apex angle
cutting depth
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
自振空化射流钻头喷嘴研制及现场试验
被引量：
43
13
作者
李根生
沈忠厚
张召平
廖华林
机构
石油大学油气井工程学科
出处
《石油钻探技术》
CAS
2003年第5期11-13,共3页
基金
国家杰出青年科学基金(50125413)
国家自然科学基金重点项目(50234030)。
文摘
在风琴管谐振腔模型的基础上,给出了自振空化喷嘴的设计模式。用硬质合金为主要材料研制出了石油钻井用自振空化射流喷嘴。现场试验表明,自振空化喷嘴钻头与普通中长喷嘴钻头相比,钻井速度提高10.5%～49.3%,平均机械钻速提高31.2%,钻头进尺也相应增加29.1%。自振空化射流喷嘴具有广泛的应用前景。
关键词
自振空化射流钻头
喷嘴
研制
现场试验
机械钻速
石油钻井
Keywords
cavitation
fluidics
nozzle
bit
drilling speed
field testing
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
牙轮钻头损坏分析及应对措施
被引量：
15
14
作者
韩福彬
杨明合
翟应虎
王文广
蒋宏伟
机构
中国石油大庆油田有限责任公司
中国石油大学.北京
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第4期76-77,共2页
基金
大庆油田深层重点攻关项目“松辽盆地深层地层特性评价及钻头评价方法和选型研究”(编号:20051100014586)的资助
文摘
大庆油田徐家围子地区深部地层岩石可钻性差、研磨性强、硬度高,在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层,钻井难度大,严重地影响钻头和钻具使用寿命;统计分析表明,该地区牙轮钻头损坏的主要表现为齿磨、掉齿、断齿、牙轮卡死和外径磨损等。据此提出了一系列应对措施:大力改进了硬质合金齿材料,开发新齿形的硬质合金齿;采用复合齿与稀土齿混装以增加抗研磨和冲击能力;改进相应配套钻井措施等。
关键词
深部构造
牙轮钻头
损坏
应对措施
大庆油田
Keywords
deep structure,cone bit,damage,preventive measures,Daqing oil field
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
V351.11 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
川西须家河组地层PDC钻头结构参数优化及选型
被引量：
26
15
作者
肖国益
胡大梁
廖忠会
王希勇
李群生
机构
中国石化西南油气分公司工程技术研究院
出处
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2012年第3期28-32,共5页
基金
国家科技重大专项"低渗油气田高效开发钻井技术"课题5"低渗气藏复杂地层高效钻井关键技术"(编号:2008ZX05022-005)部分研究成果
文摘
川西深层须家河组气藏主力储层埋藏深、地质条件复杂,尤其是其地层硬度高、可钻性差,致使钻头选型困难,机械钻速低。为提高须家河组地层机械钻速,针对地层岩性特征,利用ABAQUS软件建立了切削齿破岩有限元模型,结合钻头设计理论优化了PDC钻头结构参数,确定出了适合须家河组地层的钻头冠部轮廓、切削齿、刀翼数和保径特征等主要结构参数,提出了PDC钻头选型的关键特征。在此基础上,优选出了9个型号PDC钻头,形成了须家河组地层钻头系列化选型方案:须5段—须3段地层宜选用攻击性强同时具有较强抗研磨性和抗冲击性的PDC钻头,须2段地层宜选用高抗研磨性兼顾吃入能力和抗冲击性的混合布齿钻头。现场应用表明,42只优选钻头平均进尺增加27.57%,钻速提高40.19%,实现了须家河组地层钻井提速新突破。
关键词
PDC钻头
钻头选型
机械钻速
须家河组
Keywords
PDC bit
bit selection
penetration rate
Xujiahe formation
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
空气锤及空气钻头在普光气田的应用
被引量：
20
16
作者
侯树刚
李铁成
舒尚文
徐泓
机构
中国石油勘探开发研究院博士后流动站
中国石化中原油田普光气田开发建设指挥部
中国石化中原石油勘探局钻井工程技术研究院
中国石化中原石油勘探局钻井四公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第9期65-67,共3页
基金
中国石化中原石油勘探局博士后重点科研项目(编号2005310)研究成果
文摘
普光气田已钻井实践表明,常规钻井液钻井技术机械钻速低,钻井周期长,钻井复杂及事故多,无法满足普光气田开发要求。如何优质、安全、快速钻井成为普光气田勘探开发进程中必须要解决的重大技术难题。为此,对空气锤和空气钻头发展历史进行了简单回顾,介绍了空气锤及空气钻头的结构、使用优点和应用注意事项,重点阐述了空气锤和空气钻头在普光气田的应用效果和出现的问题。实践证明,空气冲击旋转钻井技术是解决普光气田陆相地层钻井难题的有效途径,是加快普光气田开发进程的重要技术,为解决高陡构造防斜打快提供了新思路。
关键词
空气锤
空气钻头
普光气田
空气钻井
欠平衡钻井
Keywords
air hammer, air bit, Puguang gas field, air drilling, underbalanced drilling
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证
被引量：
23
17
作者
黄红梅
翟应虎
王辉
周卫东
杨燕周
机构
中国石油大学石油天然气工程学院
中国石油勘探开发研究院
中国石油大学石油工程学院
江汉石油钻头股份有限公司
出处
《石油大学学报（自然科学版）》
EI
CSCD
北大核心
2005年第3期49-52,共4页
文摘
利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果揭示了钻头流场存在低速区、回流区和滞流区域,为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。为了对数值模拟的结果进行检验,建立了PDC钻头流体测试实验台架,利用粒子成像测速技术对PDC钻头4个喷嘴的出口流场进行了测试。将测试的喷嘴轴向速度与数值模拟结果进行了对比分析,两者吻合较好。
关键词
聚晶金刚石钻头
PDC
三维湍流
数值模拟
切削齿
射流喷嘴
流场
网格划分
Keywords
polycrystalline diamond compact (PDC) bit
flow field
numerical simulation
particle image velocimetry technology
experimental checking
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
新型定向井PDC钻头的研制与应用
被引量：
21
18
作者
罗恒荣
唐玉响
徐玉超
沈建文
曹汉原
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石化石油工程西南公司临盘钻井公司
出处
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2007年第5期86-89,共4页
文摘
针对常规PDC钻头在胜利油田临盘区块定向井钻井施工中,工具面不稳定、难以控制、滑动钻进时钻压较小、钻速低的问题,研制出了一种新型定向井PDC钻头。该PDC钻头采用短剖面形状,特殊双重切削布齿结构,又对钻头进行了力平衡设计,把钻头的侧向力减到最小,增加了钻头工作时的稳定性。在临盘区块多口定向井的现场应用表明,新型定向井PDC钻头滑动钻进时钻压变化的敏感度小,工具面可控性好,复合钻进机械钻速和定向井机械钻速较常规PDC钻头都有较大幅度提高,且提高了钻井和下套管效率及井身质量。
关键词
PDC钻头
定向钻井
机械钻速
胜利油田
Keywords
PDC bit
directional drilling
penetration rate
Shengli Oilfield
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究
被引量：
20
19
作者
邹德永
徐城凯
易杨
陈修平
于金平
机构
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石油塔里木油田公司油气工程研究院
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期85-90,共6页
基金
国家"十三五"科技重大专项子课题"岩石研磨性评价及钻头磨损方程研究"(编号:2016ZX05033-004-005)
文摘
根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取值问题。结果表明:(1)当岩石可钻性级别小于Ⅲ时,破岩效率随切削齿尺寸的增大而增大;(2)当岩石可钻性级别大于Ⅲ时,16 mm切削齿的破岩效率最高;(3)切削齿尺寸对破岩效率产生不同影响规律的岩石可钻性级值分界点为3.11;(4)在6种不同可钻性级别的岩石中,随切削齿后倾角增大,破岩效率均呈线性规律降低,但随着岩石可钻性级别的增大,后倾角对破岩效率的影响程度降低;(5)在不同可钻性级别的岩石中,随着布齿密度增大,破岩效率均呈幂函数规律降低。该研究成果为按岩石可钻性级别合理选择PDC钻头提供了依据。
关键词
PDC钻头
台架试验
破岩效率
切削齿尺寸
切削齿后倾角
布齿密度
岩石可钻性
地层适应性
Keywords
PDC bit
Bench test
Rock breaking efficiency
Cutter size
Back rake
Cutter density
Rock drillability
Formation adaptability
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
三牙轮钻头破岩过程计算机仿真模型
被引量：
14
20
作者
况雨春
伍开松
杨迎新
马德坤
机构
西南石油大学
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第S1期235-238,共4页
基金
国家自然科学基金项目(No.50874095)
四川省青年科技基金项目(No.07ZQ026-014)
文摘
进行钻头钻进过程的仿真对于优化钻头设计、提高破岩效率以及钻头选型都有着重要的应用价值。以现场实钻数据为基础,采用"黑箱法"为钻头钻进岩石互作用仿真模型的基本建模方法,对决定钻头钻进性能的齿坑模型和牙齿吃入岩石的力-吃深模型进行了仿真建模。并采用误差梯度下降算法来估计不同钻头结构和岩石性质所对应的模型参数,进而实现对钻头钻进过程的仿真。采用实钻数据反演的建模思路有利于利用大量的现场数据实现对模型的完善,更好地反映现场的各种钻井工况,使钻头破岩仿真技术在实用性和经济性上前进一大步。
关键词
三牙轮钻头
钻进过程
反演
仿真模型
参数估计
Keywords
three-cone bit
drilling process
inversion
simulation model
parameter estimation
分类号
TE921.1 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于近钻头工程参数的钻井参数优化方法研究
范进朝
张涛
房超
刘伟
许朝辉
林子力
庞海波
《石油矿场机械》
2025
0
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职称材料
2
基于无线随钻测量式超短半径水平井钻井技术
王春华
钟晖
郑殿富
李吉军
丁明海
王昶皓
《石油矿场机械》
CAS
2024
1
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职称材料
3
探管式智能钻头参数测量装置研制与现场试验
黄哲
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
4
数字钻头技术现状与发展建议
黄哲
张伟强
吴仲华
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
5
圆柱形PDC切削齿磨损对钻井工艺规程的影响
任雷
祁任泽
何胜煜
卜长根
《石油矿场机械》
CAS
2024
0
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职称材料
6
锥形与常规PDC齿混合布齿破岩机理研究及钻头研制
王鸿远
《石化技术》
CAS
2024
1
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职称材料
7
随钻微取心技术在南海东部浅部地层中的应用
胡建民
闫占良
夏竹君
曹鹏飞
李朝
《能源技术与管理》
2024
0
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职称材料
8
衡扭矩技术在钻井工程中的应用
苗雨
《石油和化工设备》
CAS
2024
0
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职称材料
9
基于多目标遗传算法的PDC复合片交界结构优化设计
吴泽兵
袁若飞
张文溪
刘家乐
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
10
硬地层PDC钻头切削齿尺寸及后倾角优化设计
邹德永
曹继飞
袁军
谌湛
于鹏
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2011
62
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职称材料
11
旋转齿PDC钻头研制及应用
于建宾
关舒伟
杨文楼
谭杰
《石油和化工设备》
CAS
2024
0
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职称材料
12
锥形PDC单齿破岩试验研究
邹德永
郭玉龙
赵建
陈修平
王家骏
于金平
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2015
17
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职称材料
13
自振空化射流钻头喷嘴研制及现场试验
李根生
沈忠厚
张召平
廖华林
《石油钻探技术》
CAS
2003
43
在线阅读
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职称材料
14
牙轮钻头损坏分析及应对措施
韩福彬
杨明合
翟应虎
王文广
蒋宏伟
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
15
在线阅读
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职称材料
15
川西须家河组地层PDC钻头结构参数优化及选型
肖国益
胡大梁
廖忠会
王希勇
李群生
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2012
26
在线阅读
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职称材料
16
空气锤及空气钻头在普光气田的应用
侯树刚
李铁成
舒尚文
徐泓
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
20
在线阅读
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职称材料
17
实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证
黄红梅
翟应虎
王辉
周卫东
杨燕周
《石油大学学报（自然科学版）》
EI
CSCD
北大核心
2005
23
在线阅读
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职称材料
18
新型定向井PDC钻头的研制与应用
罗恒荣
唐玉响
徐玉超
沈建文
曹汉原
《石油钻探技术》
CAS
北大核心
2007
21
在线阅读
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职称材料
19
PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究
邹德永
徐城凯
易杨
陈修平
于金平
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
20
在线阅读
下载PDF
职称材料
20
三牙轮钻头破岩过程计算机仿真模型
况雨春
伍开松
杨迎新
马德坤
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
14
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