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题名超声波高频旋冲钻井技术破岩机理研究
被引量：18
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作者
黄家根
汪海阁
纪国栋
赵飞
明瑞卿
郝亚龙
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机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
中国石油勘探开发研究院
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期23-29,共7页
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基金
中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目"高研磨地层高效破岩新技术新方法新材料"(编号:2016A-3902)资助
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文摘
采用传统钻井技术钻进深部硬地层时机械钻速低,严重影响了深层和超深层油气的勘探开发进程,因此,将超声波破岩技术和传统旋转破岩技术相结合,提出了超声波高频旋冲破岩钻井技术,设计了可实现超声波高频旋冲钻井的超声波振动短节。基于岩石力学理论,分析了超声波高频旋冲破岩机理,并建立了高频冲击钻进模型。通过对高频冲击钻进数学模型进行无因次化数值分析,研究了高频冲击钻进的3个阶段,详细分析了钻压、频率和振幅对破岩效率的影响规律。研究发现:随着钻压和振幅增大,破岩效率随之提高;存在最优振动频率,在此振动频率下破岩效率最高。研究表明,超声波高频旋冲破岩钻井技术通过加快硬岩石疲劳损伤、减少钻头粘滑振动及合理利用共振能量3种方式提高深部硬地层的机械钻速。
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关键词
硬地层
超声波破岩
振动短节
冲击钻进
钻进模型
破岩机理
机械钻速
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Keywords
hard formation
ultrasonic rock breaking
vibration pup joint
percussive drilling
drillingmodel
rock breaking mechanism
penetration rate
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分类号
TE242
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名超声波高频旋冲钻井技术破岩效果试验研究
被引量：7
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作者
路宗羽
郑珺升
蒋振新
赵飞
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机构
中国石油新疆油田分公司工程技术研究院
中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二钻井工程分公司
中国石油集团工程技术研究院有限公司
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出处
《石油钻探技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期20-25,共6页
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基金
中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“深层与复杂地层钻完井新技术新方法研究”(编号:2019A-3908)部分研究内容。
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文摘
为了研究超声波高频旋冲钻井技术相较于常规旋转钻井技术的提速效果,以及钻进条件和参数对超声波高频旋冲破岩效率的影响规律,设计了超声波振动发生短节,搭建了超声波破岩模拟试验台,采用控制变量法和正交试验法,开展了超声波破岩提速试验及影响超声波破岩效率的试验,得到了钻压、超声波振幅、转速和钻头直径对超声波高频旋冲破岩效率的影响规律。结果表明:在实验室常规温度和压力条件下,与常规旋转破岩技术相比,超声波高频旋冲钻井技术的破岩效率更高,平均提高幅度达77.65%;影响超声波高频旋冲破岩效率的因素从大到小依次是钻压、振幅、钻头直径和转速;钻压和振幅对超声波高频旋冲破岩效率的影响显著,且振幅越大,超声波高频旋冲破岩的效率越高。研究结果表明,超声波高频旋冲钻井技术可为提高深部硬地层机械钻速提供一种新的破岩方法。
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关键词
超声波
振动短节
高频旋冲
正交试验
破岩方法
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Keywords
ultrasonic
vibration pup joint
high frequency rotary-percussive
orthogonal experiment
rock breaking method
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分类号
TE242
[石油与天然气工程—油气井工程]
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