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题名复合冲击钻具的研制及现场试验
被引量：33
- 1
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作者
查春青
柳贡慧
李军
李玉梅
席岩
连威
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机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
北京工业大学
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期57-61,共5页
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基金
"十三五"国家科技重大专项子课题"复杂地层钻井提速提效关键工具与装备"(编号:2016ZX05021-003)部分研究内容
国家自然科学基金项目"控压钻井井筒多相流体瞬态变质量流动理论及工况解释方法研究"(编号:51274045)资助
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文摘
为了进一步提高硬地层的机械钻速,同时控制PDC钻头的黏滑振动,将扭力冲击器和旋冲钻具的特点相结合,研制了同时给PDC钻头提供高频单向轴向冲击和往复扭转冲击的复合冲击钻具。通过地面试验验证了复合冲击钻具的可行性并测试了其性能,结果表明,复合冲击钻具能实现轴向冲击和扭转冲击功能,冲击频率、冲击功和压降随排量增大而增大,随喷嘴直径增大而减小。在葡4-32井的现场试验结果表明:使用复合冲击钻具后,与邻井"螺杆+PDC钻头"复合钻井相比,机械钻速提高了60.2%;试验过程中,PDC钻头未出现黏滑振动和崩齿现象。研究结果表明,复合冲击钻具能提高硬地层机械钻速,并能控制PDC钻头的黏滑振动,起到保护PDC钻头的作用。
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关键词
复合冲击钻具
机械钻速
PDC钻头
扭力冲击器
旋冲钻具
葡4-32井
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Keywords
compound percussive jet
penetration rate
PDC bit
torsion impactor
rotary impact drilling tool
Well Pu-4-32
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名定向钻用冲击钻具水平导向滑块设计及磨损特性分析
- 2
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作者
刘厚平
焦如义
梁楠
何将福
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机构
中国石油天然气管道科学研究院
中国地质科学院勘探技术研究所
吉林大学建设工程学院
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出处
《地质科技情报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期75-78,共4页
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文摘
设计了多种定向钻井用冲击钻具水平摩擦副材料结构,开展了水平定向钻井用导向滑块磨损特性研究,并采用ANSYS进行了有限元数值模拟,以设计合理的水平导向滑块,提高冲击钻具寿命。结果表明,水平导向滑块磨损率受锤重、摩擦系数与往复运动速度的影响,且磨损率随锤重与摩擦系数呈近指数增长。锤重为100kg时,导向滑块最大磨损率为7.5‰;当水平摩擦副材料摩擦系数超过0.3时,水平导向滑块磨损率最大达17%。
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关键词
定向钻
导向滑块
液动冲击钻具
磨损特性
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Keywords
directional drilling
pilot slide
hydraulic hammer
abrasion propert
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分类号
U175
[交通运输工程]
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题名冲击螺杆钻具结构设计与参数优化
被引量：1
- 3
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作者
姜华
李军
张鹏翔
汪伟
查春青
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机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
中石化华东石油工程有限公司
中石油西部钻探吐哈钻井公司
北京工业大学材料与制造学部
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第4期49-55,共7页
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基金
国家自然科学基金项目“钻井复杂工况井下实时智能识别系统研制”(52227804)、“特深井复杂温度场测量与井筒压力剖面控制基础研究”(U22B2072)
中国石油-中国石油大学(北京)战略合作项目“准噶尔盆地玛湖中下组合和吉木萨尔陆相页岩油高效勘探开发理论及关键技术研究”(ZLZX2020-01)。
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文摘
为了高效钻进硬岩地层,将螺杆钻具的大扭矩与轴向冲击工具的高频低幅冲击特性相结合,研制了一种冲击螺杆钻具。在工具结构原理讨论的基础上,建立了轴向冲击短节的冲锤运动控制方程,分析了冲锤的运动特性,并以工具冲击功和最大能量利用率为评价指标,采用正交试验方法对主要工具结构参数进行了优化研究。研究结果表明:冲锤往复运动过程为加速度逐渐减小的非线性加速运动,节流喷嘴直径和冲锤运动行程是影响冲击功的主要因素,而冲锤质量、承压面积和腔体通孔面积是次要因素。节流喷嘴直径和冲锤承压面积是影响最大能量利用率的主要因素;而冲锤运动行程、冲锤质量和腔体通孔面积是次要因素。所得结论可为对冲击螺杆钻具的进一步优化设计和现场应用提供参考。
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关键词
冲击螺杆钻具
运动特性
正交试验
冲击功
最大能量利用率
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Keywords
percussion PDM drill tool
motion characteristic
orthogonal test
ballistic work
maximum energy utilization ratio
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名孔底电动冲击回转钻具的研制
被引量：3
- 4
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作者
陆洪智
鄢泰宁
蒋国盛
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机构
中国地质大学
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期72-73,共2页
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文摘
为克服传统液动、气动冲击器的缺陷,依据直线电机原理,研制了孔底电动冲击回转钻具。该钻具包括孔底电动冲击器、电机驱动器、动力电池3部分。电机驱动器负责接受地表指令并控制孔底电动冲击器的冲击频率和冲击功,从而实现在不提钻的情况下适应不同地层对冲击功和冲击频率的要求。实验表明,该钻具效率高,性能可靠,调节方便。
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关键词
冲击钻具
冲击回转
电动冲击器
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Keywords
percussive drill tool
percussive and rotating
electricity-driven impactor
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分类号
P634
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名热机耦合作用下冲击螺杆钻具传动轴密封性能分析
被引量：4
- 5
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作者
石昌帅
赵念刚
邓娟
付玉坤
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机构
西南石油大学机电工程学院
中国航发成都发动机有限公司
中国石油西南油气田分公司工程技术研究院
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期34-43,共10页
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基金
四川省应用基础研究项目(19YYJC1058)
西南石油大学青年科技创新团队项目(2018CXTD03)。
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文摘
针对高温、三维复合运动(往复+旋转)耦合作用下冲击螺杆钻具传动轴总成密封失效问题,设计氢化丁腈橡胶热老化试验,基于热老化试验数据建立热老化效应冲击螺杆钻具传动轴总成O形密封圈三维有限元模型,采用有限元方法研究流体压力、温度、摩擦因数和往复速度对传动轴总成O形密封圈静密封及动密封性能的影响。结果表明:静密封状态下高应力区位于O形密封圈右侧,高接触压力区位于O形密封圈内接触面、外接触面和侧面,最大von Mises应力和最大接触压力随着流体压力和温度的增大而增大,最大接触压力整体上随着摩擦因数的增大而减小;动密封状态下最大von Mises应力和最大接触压力在往复速度为0.4 m/s和摩擦因数为0.25出现异常规律,最大von Mises应力和最大接触压力随着流体压力和温度的增大而增大。由此建议密封圈在静密封和动密封状态,在往复速度小于0.4 m/s和较小摩擦因数下运行。
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关键词
冲击螺杆钻具
传动轴总成
密封性能
接触压力
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Keywords
impact positive displacement motor
drive shaft assembly
sealing performance
contact pressure
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分类号
TB42
[一般工业技术]
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题名旋转冲击载荷下组合密封的敏感参数研究
- 6
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作者
李渭亮
李林涛
程飞龙
石昌帅
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机构
中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院
中国石化缝洞型油藏提高采收率重点实验室
西南石油大学机电工程学院
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期127-137,共11页
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基金
中国石化重大专项(P20002)。
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文摘
在高温、三维复合运动耦合作用下冲击螺杆钻具传动轴总成密封极易失效,限制了冲击螺杆钻具的推广应用。为研究高温、高转速和往复运动耦合作用下传动轴总成密封特性及参数敏感性,定义轴与滑环形成的接触面为主密封面,O形密封圈与槽底面形成的接触面为次密封面,基于主密封面接触压力,对影响冲击螺杆钻具传动轴组合圈密封特性的相关参数进行数值仿真模拟,研究摩擦因数、O形圈直径、碳纤维含量和往复速度等参数对组合圈密封性能的影响规律。研究表明:摩擦因数增大,预压缩状态主密封面、次密封面接触压力及Mises应力增大,静密封状态主密封面及次密封面接触压力减小,滑环Mises应力增大;动密封状态下,当左、右行程摩擦因数为0.01、0.02、0.03时,接触压力波动幅度较小,当摩擦因数为0.04时波动幅度较大,推荐摩擦因数小于0.04较为合理。O形圈直径增大、碳纤维含量增大,预压缩状态主密封面、次密封面接触压力及O形圈、滑环Mises应力增大,静、动密封状态主密封面、次密封面接触压力和Mises应力增大。随往复速度的增大,右行程主密封面、次密封面接触压力平均值比左行程大,左行程接触压力呈减小趋势,而右行程相反,左、右行程接触压力均值及应力差值增大。研究结果为以后冲击螺杆钻具密封圈的选型及使用提供指导和参考。
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关键词
冲击螺杆钻具
组合密封
Mises应力
接触压力
敏感参数
旋转冲击载荷
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Keywords
impact screw drilling tool
combined seal
Mises stress
contact pressure
sensitive parameters
rotating impact load
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分类号
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名旋冲载荷下传动轴组合密封沟槽敏感参数研究
- 7
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作者
邓娟
陈凯林
石昌帅
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机构
中国航发成都发动机有限公司
西南石油大学机电工程学院
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期111-119,共9页
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基金
西南石油大学钻井工具青年技术创新团队(2018CXTD03)
成都市国际科技合作计划项目(2019-GH02-00034-HZ)。
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文摘
随着勘探深度的增加,地层压力升高和岩石硬度增加,螺杆钻具经常发生横向涡动、纵向跳动、扭向振动及黏滑现象,限制了冲击螺杆钻具的推广应用。为研究高温、高转速和往复运动耦合作用下传动轴总成密封特性及参数敏感性具,对比相同工况下星形圈、O形圈和组合圈密封特性,得到不同密封圈在静密封、动密封状态下接触压力分布,根据主密封面接触压力判定方法得到最佳密封圈结构。根据该结构研究沟槽敏感参数,并讨论沟槽形状、位置、数目和宽度等对组合圈密封特性的影响。结果表明:组合圈密封效果远远优于O形圈及星形圈;沟槽形状采用等腰三角形、沟槽数目为3时密封性能最优,沟槽位置于中间最合理;静、动密封状态下,主密封面接触压力随沟槽宽度增大而增大,而静密封状态下次接触面接触压力及O形圈应力几乎不变。
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关键词
冲击螺杆钻具
组合密封
沟槽参数
接触压力
旋冲载荷
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Keywords
impact screw drilling tools
combined seal
groove parameters
contact pressure
rotary impulse load
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分类号
TQ330
[化学工程—橡胶工业]
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