可控式水力振荡器结构设计与性能参数研究

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作者 何鑫 柳贡慧 +2 位作者 陈添 李军 汪伟 《石油机械》 北大核心 2025年第7期83-88,共6页

水力振荡器广泛应用于水平井和大位移井钻井过程中,可有效解决管柱的托压问题,提高钻井效率。常规水力振荡器下井循环后即开始工作,存在工作状态不可控制、有效使用寿命短的问题。为此,设计了一种可控式水力振荡器,该工具具有“休眠”... 水力振荡器广泛应用于水平井和大位移井钻井过程中,可有效解决管柱的托压问题,提高钻井效率。常规水力振荡器下井循环后即开始工作,存在工作状态不可控制、有效使用寿命短的问题。为此,设计了一种可控式水力振荡器,该工具具有“休眠”“振动”2种工作状态,通过控制盘阀转动实现工具工作状态的切换,可满足不同情况下的钻井需求。分析了盘阀运动过程中的受力情况,建立了盘阀的运动数学模型。基于工具结构与工作原理的分析,结合流体力学原理,通过算例分析了工具的输出性能,研究了对工具振荡频率和工具压降存在明显影响效果的多个水力结构参数。研究结果表明:基于涡轮驱动的水力振荡器振荡频率只与钻井液排量相关,振荡频率随钻井液排量的增大而增大;工具压降随钻井液排量和密度的增大而增大,随心轴侧壁节流孔面积的增大而减小。研究结果对于可控式水力振荡器的设计与应用具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 水力振荡器 托压效应 结构设计 盘阀 振荡频率

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脉冲射流附壁自激水力振荡器振荡特性

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作者 付必伟 黄本帅 +3 位作者 张思 李军 刘人辉 王明 《断块油气田》 北大核心 2025年第5期869-874,共6页

为了降低钻进过程中钻柱与井壁间的摩阻,改善托压、卡钻等问题,基于脉冲射流放大原理研制出一种脉冲射流附壁自激水力振荡器。采用数值模拟方法,以振荡频率、压力脉动幅值、速度脉动幅值及轴向冲击力幅值为指标,对比常规水力振荡器与脉... 为了降低钻进过程中钻柱与井壁间的摩阻,改善托压、卡钻等问题,基于脉冲射流放大原理研制出一种脉冲射流附壁自激水力振荡器。采用数值模拟方法,以振荡频率、压力脉动幅值、速度脉动幅值及轴向冲击力幅值为指标,对比常规水力振荡器与脉冲射流附壁自激水力振荡器的工作性能,并探究其结构参数对振荡性能的影响。结果表明:相较于常规水力振荡器,脉冲射流附壁自激水力振荡器的压力脉动幅值与轴向冲击力幅值提升了222%,速度脉动幅值提升了11%,具有更强的振荡性能。振荡频率、轴向冲击力幅值及速度脉动幅值均随喷嘴直径的增大而降低;附壁振荡腔长度对速度脉动幅值的影响不大;随着反馈流道宽度增加,轴向冲击力幅值呈先上升后下降的趋势。当喷嘴直径为6 mm、附壁振荡腔长度为92 mm时,该水力振荡器的最低振荡频率为45 Hz,最大轴向冲击力幅值为11.7 kN,最大速度脉动幅值为29 m/s,且脉动稳定,适用于深井和复杂井况等低频工况。研究成果可为脉冲射流附壁自激水力振荡器的设计提供理论依据。 展开更多

关键词 脉冲射流 水力振荡器 振动减阻 压力脉动 振荡频率

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水力振荡器性能参数与减阻率影响规律研究 被引量：5

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作者 姜华 李军 +2 位作者 陈杰 查春青 尹传忠 《石油机械》 北大核心 2024年第1期38-44,共7页

为更科学地优化水力振荡器的参数设计及施工参数设置,建立了水平段钻柱振动模型并进行了数值模拟,采用Minitab软件对数值模拟结果进行了分析,研制水力振荡减阻试验装置并开展了振荡减阻机理试验,通过方差分析了钻压、振动幅值及频率对... 为更科学地优化水力振荡器的参数设计及施工参数设置,建立了水平段钻柱振动模型并进行了数值模拟,采用Minitab软件对数值模拟结果进行了分析,研制水力振荡减阻试验装置并开展了振荡减阻机理试验,通过方差分析了钻压、振动幅值及频率对减阻率的影响规律。分析结果表明:各因素对摩阻的影响程度由大到小依次为振动幅值>钻压>振动频率,其中钻压对减阻率的影响表现为消极,振动幅值和频率对减阻率的影响表现为积极,同时钻压、振动幅值、频率3个因素对减阻率变化的贡献率分别为11.76%、51.98%及10.97%,振动幅值是水力振荡器设计中需要优先考虑的因素。研究结论可为水力振荡器的参数设计及现场应用中施工参数的设置提供理论支撑。 展开更多

关键词 水力振荡器 减阻率 影响因素 正交数值模拟 方差分析

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空化射流水力振荡器研制与试验 被引量：1

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作者 郑文龙 张飞 +4 位作者 王小鹏 张元峰 程占全 周宇平 韩媛媛 《石油机械》 北大核心 2024年第7期62-69,共8页

为解决油井井筒存在结垢现象后导致卡钻的风险与石油产出率降低的问题,利用淹没射流产生剪切空化,设计一种空化射流水力振荡器,与高压旋转射流除垢装置配套使用提升井筒除垢效率,利用数值模拟对空化射流水力振荡器内部相关结构参数进行... 为解决油井井筒存在结垢现象后导致卡钻的风险与石油产出率降低的问题,利用淹没射流产生剪切空化,设计一种空化射流水力振荡器,与高压旋转射流除垢装置配套使用提升井筒除垢效率,利用数值模拟对空化射流水力振荡器内部相关结构参数进行优化,得到最优结构参数和振荡频率、幅值。通过开展现场试验,检验空化射流水力振荡器的具体参数是否符合井筒除垢要求。通过正交模拟得到射流喷嘴到喉管距离L=13.52 mm、喉管长度D=64.47 mm和射流喷嘴角度α=156.92°的最优参数,且该参数下的振荡频率为9.92 Hz。现场试验结果表明,空化射流水力振荡器与旋转冲洗器配合使用比传统水力振荡器与旋转冲洗器除垢速度最高提高16.2%。这表明空化射流水力振荡器对除垢装置的除垢效率有明显的提升,空化射流水力振荡器内部结构无相对运动部件使得振荡器运行稳定且装置维护成本低。所得结论可为水力振荡器的研究与工程应用提供技术指导。 展开更多

关键词 水力振荡器 空化效应 高压射流 井筒除垢

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同心驱水力振荡器阀盘优化设计

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作者 雷中清 刘欣 +4 位作者 黄叶海 于琛 李涵 郭鹏高 施雷 《石油机械》 北大核心 2024年第10期55-60,共6页

大位移井和水平井的井斜角过大会使钻柱和井壁之间产生较大的摩阻,导致钻进速度降低,使用水力振荡器是解决上述问题的有效方法之一。为此,设计了一种同心驱水力振荡器,并对其阀盘系统的冲蚀情况进行仿真分析。仿真分析结果表明:动、静... 大位移井和水平井的井斜角过大会使钻柱和井壁之间产生较大的摩阻,导致钻进速度降低,使用水力振荡器是解决上述问题的有效方法之一。为此,设计了一种同心驱水力振荡器,并对其阀盘系统的冲蚀情况进行仿真分析。仿真分析结果表明:动、静阀盘的交界处受到钻井液的冲蚀磨损,特别是动、静阀盘相对转角为25°时受到的冲蚀磨损最为严重。对动、静阀盘进行结构优化和模拟试验,从模拟结果可以看出,当动、静阀盘的倒角同为20°时,最大冲蚀率最小,优化效果最好。对优化后的同心驱水力振荡器进行现场试验,试验结果表明:同心驱水力振荡器能大幅提高钻井效率,相同条件下较常规水力振荡器的平均机械钻速提高33.62%,工具平均使用寿命延长27.46%。所得结论可为水力振荡器的设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 水力振荡器 动、静阀盘 冲蚀 倒角 数值模拟 优化分析

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水力振荡器在新场气田新沙21-28H井的应用 被引量：44

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作者 胥豪 牛洪波 +1 位作者 唐洪林 张晓明 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期64-67,共4页

定向井水平井在滑动钻进时,托压、黏卡严重,如何提高滑动钻进钻压传递的有效性、减少钻具与井壁间的静摩擦,一直是待解决的技术难题。为此,分析了水力振荡器作用机理:通过一对阀门周期性的相对运动把流经动力部分的流体能量转化为压力脉... 定向井水平井在滑动钻进时,托压、黏卡严重,如何提高滑动钻进钻压传递的有效性、减少钻具与井壁间的静摩擦,一直是待解决的技术难题。为此,分析了水力振荡器作用机理:通过一对阀门周期性的相对运动把流经动力部分的流体能量转化为压力脉冲,将该压力脉冲传递给振荡短节,由振荡短节带动钻具在轴线方向上进行往复运动,使钻具在井底的静摩擦变成动摩擦,既有效地实现了降低钻具摩阻,又达到了改善钻压传递的效果,且不影响MWD、螺杆钻具的使用。该工具首次在四川盆地西部新场气田的新沙21-28H井进行了提高钻速应用试验,在Φ172mm振荡器的上下位置各接入1根加重钻杆,以预防钻具轴线蠕动造成钻具应力破坏。结果表明:加接该工具的滑动钻进机械钻速提高了45.16%、复合钻进机械钻速提高了30.00%,取得了非常显著的效果。该工具的应用需充分考虑钻井设备的工作能力,最大限度发挥其潜力。 展开更多

关键词 水力振荡器 振荡短节 摩阻 轴向运动 钻压 机械钻速 技术效果 四川盆地 新场气田

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水力振荡器振动特性的影响因素 被引量：20

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作者 余长柏 黎明 +2 位作者 刘洋 李红 信石玉 《断块油气田》 CAS 北大核心 2016年第6期842-845,850,共5页

为了合理分析水力振荡器的振动特性影响因素,文中根据水力振荡器在井下的实际工况,通过条件假设、模型简化,建立了关于水力振荡器井下工具组合的振动分析模型,选取合适的钻井参数,分析得到水力振荡器在静阀板中心孔直径不同、相对钻头... 为了合理分析水力振荡器的振动特性影响因素,文中根据水力振荡器在井下的实际工况,通过条件假设、模型简化,建立了关于水力振荡器井下工具组合的振动分析模型,选取合适的钻井参数,分析得到水力振荡器在静阀板中心孔直径不同、相对钻头的安放位置不同时的振动特性。通过室内实验与下井试验,进一步分析这2个重要参数对工具振动特性的影响。研究表明:随着静阀板中心孔直径的增大,水力振荡器的振动位移和振动速度均逐渐减小;随着安放位置与钻头距离的增大,水力振荡器的振动位移和振动速度均逐渐增大。研究结果对下井工艺的应用具有重要指导意义。 展开更多

关键词 水力振荡器 振动分析 中心孔直径 安放位置 减摩降阻

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一种能有效提高机械钻速的水力振荡器 被引量：42

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作者 刘华洁 高文金 +3 位作者 涂辉 陈涛 车强 简志勇 《石油机械》 北大核心 2013年第7期46-48,共3页

针对国内研发的工具无法满足"优、快"钻井要求的现状,研制了水力振荡器。该振荡器主要由动力部分、阀轴系统和振荡短节部分组成,将常规井下动力工具与特殊的阀相结合,把钻井液动能转化为沿钻具轴向的振动机械能,并把常规的旋... 针对国内研发的工具无法满足"优、快"钻井要求的现状,研制了水力振荡器。该振荡器主要由动力部分、阀轴系统和振荡短节部分组成,将常规井下动力工具与特殊的阀相结合,把钻井液动能转化为沿钻具轴向的振动机械能,并把常规的旋转破岩方式改成钻压柔和变化的回转破岩,使钻具与井壁处于动摩擦状态,减小了摩阻,降低粘卡可能性,增加钻压,从而进一步提高破岩效率。室内试验结果表明,该水力振荡器能够实现压力脉冲从而激发轴向振荡所需压降。 展开更多

关键词 水力振荡器 摩阻 破岩效率 钻压 机械钻速

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新型涡轮驱动水力振荡器设计与实验研究 被引量：23

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作者 王杰 夏成宇 +1 位作者 冯定 于长柏 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期391-395,400,共6页

提出了一种新型的石油钻井用水力振荡器,可有效降低管柱摩阻,提高钻井效率.该水力振荡器采用涡轮驱动,并使用双偏心动定阀作为压力脉冲发生机构.通过建立双偏心动定阀的运动特性方程,结合实际工况得出阀盘的最优尺寸.通过选定阀型的水... 提出了一种新型的石油钻井用水力振荡器,可有效降低管柱摩阻,提高钻井效率.该水力振荡器采用涡轮驱动,并使用双偏心动定阀作为压力脉冲发生机构.通过建立双偏心动定阀的运动特性方程,结合实际工况得出阀盘的最优尺寸.通过选定阀型的水力振荡器性能测试实验,得出在模拟钻压为30kN,流量为28L/s,工作介质为清水时的振动冲击力约为15 859N,振动位移约为4.1mm,振动频率约为11.4Hz.该分析与实验结果对水力振荡器的设计与应用具有指导意义. 展开更多

关键词 钻井 水力振荡器 双偏心动定阀 压力脉冲 实验

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水力振荡器振动特性分析 被引量：7

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作者 田家林 李友 +4 位作者 杨志 杨琳 余长柏 付传红 朱永豪 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第5期690-696,共7页

针对大位移井和水平井钻柱与井壁摩阻大的问题,提出一种具有轴向振动减摩作用的水力振荡器。在水力振荡器结构设计、工作原理分析的基础上,建立其运动方程和力学特征模型,确定马达转子和动阀板运动关系,进行马达转子和阀片部分的受力分... 针对大位移井和水平井钻柱与井壁摩阻大的问题,提出一种具有轴向振动减摩作用的水力振荡器。在水力振荡器结构设计、工作原理分析的基础上,建立其运动方程和力学特征模型,确定马达转子和动阀板运动关系,进行马达转子和阀片部分的受力分析,并建立水力振荡器在水平井的振动方程。通过算例分析得到过流面积变化频率与流量成正比,过流面积随静阀孔直径增大而增大,总轴向力随静阀孔直径增大而减小,振动位移随静阀孔直径、安装位置和井壁摩擦系数的增大而减小。现场试验表明,水力振荡器的使用可以减小井壁摩擦,改善钻压传递,钻井提速效果明显。 展开更多

关键词 水力振荡器 振动 钻井 提速 水平井 摩擦

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国内外水力振荡器的研究现状及展望 被引量：76

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作者 明瑞卿 张时中 +2 位作者 王海涛 洪毅 姜书龙 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期116-122,共7页

针对目前定向井段和水平段钻进过程中为提高机械钻速使用水力振荡器出现的问题,分析了水力振荡器的研究现状与现场应用状况。首先介绍了国内外不同水力振荡器的结构,分析了其优缺点;然后结合现场资料,通过实例对比了水力振荡器和旋转导... 针对目前定向井段和水平段钻进过程中为提高机械钻速使用水力振荡器出现的问题,分析了水力振荡器的研究现状与现场应用状况。首先介绍了国内外不同水力振荡器的结构,分析了其优缺点;然后结合现场资料,通过实例对比了水力振荡器和旋转导向钻井工具的提速效果;最后针对水力振荡器在应用时出现的一系列问题给出了相关建议。现场应用效果统计资料表明,水力振荡器能降低摩阻,提高机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本,与旋转导向工具相比,机械钻速可提高29.8%,钻井成本可降低38万元。但存在实际工作排量达不到设计要求、安放位置不合理、自身压耗高、损坏MWD等精密仪器和耐冲蚀性偏差等问题,严重影响了水力振荡器的应用。为解决这些问题,需要对水力振荡器进行持续完善和改进。 展开更多

关键词 水力振荡器 机械钻速 摩檫损失 排量 研究现状 发展建议

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水平井钻井水力振荡器安放位置优化与试验 被引量：9

12

作者 欧阳勇 段志锋 +1 位作者 陈春宇 马天寿 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2019年第5期1-4,共4页

水平井钻井中时常遇到摩阻高、托压、钻速低的问题,而水力振荡器是解决这类问题的有效手段之一,由于常规钻柱摩阻预测无法考虑水力振荡器影响,对水力振荡器的最佳安放位置仍然存在争议.为此,考虑水力振荡器产生轴向振动的影响,基于Dahl... 水平井钻井中时常遇到摩阻高、托压、钻速低的问题,而水力振荡器是解决这类问题的有效手段之一,由于常规钻柱摩阻预测无法考虑水力振荡器影响,对水力振荡器的最佳安放位置仍然存在争议.为此,考虑水力振荡器产生轴向振动的影响,基于Dahl动态摩擦模型和常规刚杆模型建立了钻柱动态摩阻计算模型,并以井口实测的大钩载荷验证了该模型的准确性,分析了水平井摩阻分布特征和规律,并优化了水力振荡器的安放位置,最后开展现场验证试验.结果 表明,钻柱动态摩阻计算模型计算得到的大钩载荷与实测数据一致性好、精度高,最大误差13.19%,平均误差仅4.90%;苏里格气田试验区水平井斜井段的最佳安放位置距离钻头60~ 80 m,水平井段的最佳安放位置距离钻头60 ~ 100 m;现场试验结果表明,斜井段械钻速提高了39.01%,水平段机械钻速提高了41.57%,提速效果明显. 展开更多

关键词 水平井 水力振荡器 钻柱摩阻 减阻效果 位置优化 试验

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阀式水力振荡器结构设计与性能参数研究 被引量：9

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作者 汪伟 柳贡慧 +2 位作者 李军 查春青 陈添 《石油机械》 北大核心 2022年第8期17-23,共7页

水力振荡器是近年来应用较为广泛的提速工具,采用水力振荡器可以有效地消除水平井和大位移井钻进过程中的托压效应,提高钻井效率。鉴于此,设计了阀式水力振荡器。在工具结构设计和理论分析的基础上,结合流体力学原理,分析控制阀运动过... 水力振荡器是近年来应用较为广泛的提速工具,采用水力振荡器可以有效地消除水平井和大位移井钻进过程中的托压效应,提高钻井效率。鉴于此,设计了阀式水力振荡器。在工具结构设计和理论分析的基础上,结合流体力学原理,分析控制阀运动过程中受力特征,建立控制阀运动数学模型。通过算例分析了控制阀的运动特性,研究了波动压力和振荡频率的变化规律。研究表明:工具的波动压力峰值随钻井液排量和钻井液密度的增加而增大,随节流孔最小高度的增加而减小,而复位弹簧刚度和动阀质量对波动压力峰值影响较小;工具振荡频率随钻井液排量、钻井液密度、节流孔最小高度和动阀质量增加而减小,随复位弹簧刚度增加而增大。所得结论可为工具的结构设计和现场应用提供技术指导。 展开更多

关键词 水力振荡器 托压效应 结构设计 运动特性 振荡频率 波动压力

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钻井用水力振荡器阀组压降计算方法 被引量：4

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作者 赵钰 王鹏 +3 位作者 许凤华 周廪 冯定 涂忆柳 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第15期94-98,共5页

水力振荡器通过螺杆旋转驱动阀组运动,使过流面积发生周期性变化,导致阀组两端压降产生相应变化,从而产生周期性的轴向力,实现水力振荡效果。为较为准确地得到水力振荡器阀组两端压降,根据阀组流道的结构,建立阀组流道有限元模型。运用... 水力振荡器通过螺杆旋转驱动阀组运动,使过流面积发生周期性变化,导致阀组两端压降产生相应变化,从而产生周期性的轴向力,实现水力振荡效果。为较为准确地得到水力振荡器阀组两端压降,根据阀组流道的结构,建立阀组流道有限元模型。运用滑移网格和Realizable k-ε湍流模型对不同尺寸的阀组组合进行流体仿真分析,并结合试验数据验证仿真模型和结果的正确性。仿真结果对水力振荡器的阀组的参数设计有重要的指导意义。 展开更多

关键词 水力振荡器 动阀 定阀 压降 有限元 仿真

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水力振荡器振动特性对减阻规律的影响研究 被引量：13

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作者 李斌 刘胜 +1 位作者 沈桓宇 卢大伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期650-654,共5页

为了掌握水力振荡器振动特性对减阻规律的影响,基于Lu Gre摩擦理论,建立了钻柱与井壁岩石间摩擦力的计算模型,得到了水力振荡器的单因素振动特性对钻柱与井壁间摩擦力的影响规律;利用正交试验,分析水力振荡器振动强度、振幅、振动频率... 为了掌握水力振荡器振动特性对减阻规律的影响,基于Lu Gre摩擦理论,建立了钻柱与井壁岩石间摩擦力的计算模型,得到了水力振荡器的单因素振动特性对钻柱与井壁间摩擦力的影响规律;利用正交试验,分析水力振荡器振动强度、振幅、振动频率综合作用下对钻柱与井壁岩石间摩擦力的影响。研究结果表明:提高水力振荡器振动强度、振幅、振动频率均能降低钻柱与井壁岩石间摩擦力,其中摩擦力随振动频率的增大呈现先增强后减弱趋势,在振动频率大于20Hz时,各振动强度对应的减阻效率有下降趋势,最佳振荡频率为22Hz;水力振荡器各振动特性对钻柱与井壁岩石间摩擦力影响显著性由大到小,依次为振动强度、振幅、振动频率。 展开更多

关键词 LuGre摩擦理论 水力振荡器 轴向振动 正交实验

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水力振荡器在储气库长水平段的应用 被引量：9

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作者 谢新刚 彭元超 +2 位作者 程元林 苏娣娣 肖凯 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2014年第1期99-101,共3页

Y37-2H井是国家储气库项目分属榆林储气库的第一口四开大尺寸井眼注采试验水平井,也是目前鄂尔多斯盆地井身结构及完井方式最为复杂的一口水平井。由于储气库为注采合一井,具有双重功能,要承载交变载荷的变化,周期循环一般要达50年以上... Y37-2H井是国家储气库项目分属榆林储气库的第一口四开大尺寸井眼注采试验水平井,也是目前鄂尔多斯盆地井身结构及完井方式最为复杂的一口水平井。由于储气库为注采合一井,具有双重功能,要承载交变载荷的变化,周期循环一般要达50年以上等特殊要求,因此,对Y37-2H井注采气井的设计、施工和完井管串技术都提出了非常高的要求。Y37-2H井除了具有储气库特殊要求的特点外,该井主要存在水平段长、摩阻大、加压困难、钻压不能有效传递等技术难点,通过摩阻分析和应用先进的水力振荡器,同时采用了相应的安全可行钻井措施,确保了长水平段的顺利完成,为长庆大库容的储气库建设奠定了可靠的技术基础。 展开更多

关键词 储气库 水力振荡器 长水平段 防摩减阻

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基于正交试验的钻井用水力振荡器结构性能参数设计 被引量：2

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作者 赵钰 冯丽莹 +3 位作者 涂忆柳 周廪 许凤华 王鹏 《机床与液压》 北大核心 2018年第17期137-140,132,共5页

水力振荡器用于解决井下摩阻过大所造成的钻进缓慢、卡钻等问题。在螺杆马达已定情况下,振荡器的性能主要取决于动、定阀孔尺寸,及动阀孔偏心距的选取。结构参数选择不合适,如振荡力过小,不能解决由于摩阻过大造成的问题,影响钻井速度,... 水力振荡器用于解决井下摩阻过大所造成的钻进缓慢、卡钻等问题。在螺杆马达已定情况下,振荡器的性能主要取决于动、定阀孔尺寸,及动阀孔偏心距的选取。结构参数选择不合适,如振荡力过小,不能解决由于摩阻过大造成的问题,影响钻井速度,延缓钻井完成时间;如振荡力过大,则会影响其他井下工具正常工作,严重时会造成安全事故。利用Fluent滑移网格及UDF模拟阀组流道在实际工况下的运动状态,计算产生振荡力的压降,并结合试验数据验证了其正确性。为得到不同结构性能参数下的压降数值,对动、定阀孔尺寸及动阀孔偏心距进行正交试验设计,筛选出压降均值为2~4.5 MPa区间的结构参数组合。该研究结果对水力振荡器的设计有重要指导意义。 展开更多

关键词 水力振荡器 结构性能参数 FLUENT 正交试验 压降

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插针式水力振荡器的研制及应用 被引量：11

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作者 史怀忠 成鹏飞 +1 位作者 穆总结 席传明 《石油机械》 北大核心 2021年第11期17-23,共7页

针对常规水力振荡器无法适应油基钻井液及井底高温环境的技术现状,进行了插针式纯金属水力振荡器的研究。分别模拟了滑套与滑套筒连通及闭合两种极限条件下的流场分布,分析了振荡活塞断面所受作用力的变化规律。研制的插针式水力振荡器... 针对常规水力振荡器无法适应油基钻井液及井底高温环境的技术现状,进行了插针式纯金属水力振荡器的研究。分别模拟了滑套与滑套筒连通及闭合两种极限条件下的流场分布,分析了振荡活塞断面所受作用力的变化规律。研制的插针式水力振荡器在JHW058**井进行了现场试验,试验结果表明:该振荡器通过脉冲压力驱动花键心轴,产生高频低幅的振动冲击,将井底钻柱与井壁之间的静摩擦转换为动摩擦,大幅降低摩擦因数,保证了有效钻压的实时传递,可达到提速效果;没有定转子结构部件,机械加工简单,成本较低;其纯金属设计可满足油基钻井液环境下长寿命钻井技术要求,同时可适用在高温高压地层的钻井作业中。插针式水力振荡器的研制与应用可为我国页岩油气田低成本高效开发提供技术参考。 展开更多

关键词 水力振荡器 仿真模拟 端面压力 振动冲击 现场试验

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井下定向钻进用小直径通缆水力振荡器的研制 被引量：5

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作者 王力 徐保龙 +3 位作者 王毅 黄寒静 贾明群 马斌 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期30-35,41,共7页

针对煤矿井下定向钻进过程中由于托压效应引起的钻进摩阻大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题,提出通过钻柱振动减阻的技术思路。采用理论分析和数值模拟进行激振力、激振频率等关键技术参数的设计,研制Φ89 mm小直径通缆水力振荡器。... 针对煤矿井下定向钻进过程中由于托压效应引起的钻进摩阻大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题,提出通过钻柱振动减阻的技术思路。采用理论分析和数值模拟进行激振力、激振频率等关键技术参数的设计,研制Φ89 mm小直径通缆水力振荡器。在室内测试碟簧和圆柱弹簧两种辅助复位原件结构的振荡器性能,并在淮南张集煤矿井下进行实钻试验。结果表明:碟簧式水力振荡器在300 L/min流量时,最大压降1.9 MPa、激振力8.11 kN、频率13 Hz,适合安装在近钻头位置辅助减阻;圆柱弹簧式水力振荡器频率在300 L/min流量时,模拟测试150 m通缆定向管柱最大变形量2.86 mm,最大复位力7.98 kN,频率11 Hz,适合安装在钻柱中间主要减阻;在张集矿井下-600m疏水巷10号孔定向钻进产生明显托压时使用圆柱弹簧式水力振荡器,使平均钻压降低33%,钻效提高126%,显著降低钻进摩阻,提高定向钻进效率。研制的Φ89 mm小直径通缆水力振荡器为煤矿水平定向钻进中托压问题提供一种新的解决方法。 展开更多

关键词 煤矿井下 定向钻进 小直径 水力振荡器 通缆 淮南张集煤矿

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水力振荡器室内测试平台研制及应用 被引量：2

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作者 何超 向贵川 姚建林 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2016年第6期62-63,共2页

水力振荡器通过高频轴向震动,能够有效减少钻井摩阻,施加钻压,提高机械钻速,解决钻井过程中托压、机械钻速慢的问题,其主要指标是轴向振动力、振动频率和振动位移。为进一步检测其性能指标,川庆钻采院研制了一种水力振荡器室内测试平台... 水力振荡器通过高频轴向震动,能够有效减少钻井摩阻,施加钻压,提高机械钻速,解决钻井过程中托压、机械钻速慢的问题,其主要指标是轴向振动力、振动频率和振动位移。为进一步检测其性能指标,川庆钻采院研制了一种水力振荡器室内测试平台。应用结果显示,研制的水力振荡器室内测试平台能真实的模拟水力振荡器井下工作状态,对其功能性、可靠性和工作指标进行检验、检测,为水力振荡器的现场推广应用提供了有力的数据支撑。 展开更多

关键词 水力振荡器 测试平台 夹持 加压

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