适应于PDC钻头的液动射流冲击器改进及应用 被引量：4

1

作者 王磊 张仁龙 +4 位作者 索忠伟 张进双 夏一程 耿浩然 赵虹宇 《石油机械》 北大核心 2018年第12期12-16,23,共6页

现有液动射流冲击器在高温高压固相钻探时存在射流元件易损坏、缸体密封结构失效及元件压盖结构易松动等问题。为此,首先对该液动射流冲击器射流元件和砧子结构进行改进,增设了导向块及滑轮,并对导向块进行了弧面设计,以减小冲锤往复运... 现有液动射流冲击器在高温高压固相钻探时存在射流元件易损坏、缸体密封结构失效及元件压盖结构易松动等问题。为此,首先对该液动射流冲击器射流元件和砧子结构进行改进,增设了导向块及滑轮,并对导向块进行了弧面设计,以减小冲锤往复运动摩擦阻力;同时对缸体结构进行优化,对缸体材料进行优选,对运动副金属进行密封设计,并对元件压盖进行机构优化。现场应用结果表明:改进后的液动射流冲击器可与PDC钻头相配合,与常规钻井相比,其提速达到42. 9%;在进尺基本相同的情况下,纯钻时间缩短14 h。研究结果可为油气田深部坚硬地层提供一种钻井提速新方法。 展开更多

关键词 液动射流冲击器 射流元件 铸造缸体 钻井提速

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液动射流冲击器顶紧及密封机构设计与试验 被引量：2

2

作者 张海平 索忠伟 +1 位作者 张辉 刘晓丹 《石油机械》 北大核心 2011年第8期4-6,2,共3页

针对以往液动射流冲击器中元件压盖与射流元件之间出现的密封失效、缸体变形及活塞运动受阻等问题,设计了新型碟簧元件顶紧及密封机构。对该密封机构进行了理论计算、强度校核和性能测试试验,得出了该结构射流冲击器的最大冲击功、冲击... 针对以往液动射流冲击器中元件压盖与射流元件之间出现的密封失效、缸体变形及活塞运动受阻等问题,设计了新型碟簧元件顶紧及密封机构。对该密封机构进行了理论计算、强度校核和性能测试试验,得出了该结构射流冲击器的最大冲击功、冲击频率和冲击末速度以及冲击器性能参数与操作参数之间的关系曲线。试验结果表明,该液动射流冲击器工作正常,稳定性良好,在不同排量下具有稳定的冲击功、冲击末速度和冲击频率。现场应用中,可以通过调节冲击器的行程参数和操作参数获得最佳的冲击功和冲击频率,以满足地层岩性的钻井需求。 展开更多

关键词 液动射流冲击器 碟形弹簧 预紧力 顶紧机构 密封机构

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液动射流冲击器缸体断裂失效分析

3

作者 刘晓丹 张海平 索忠伟 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第3期229-231,234,共4页

某液动射流冲击器在井下应用过程中,其缸体出现内壁断裂。采用宏观形貌分析、扫描电子显微镜断口分析、金相组织分析、力学性能试验分析了缸体断裂的原因。结果表明,缸体内部存在较多的非金属夹杂物和严重的铸造缩松缺陷,缸体的塑性和... 某液动射流冲击器在井下应用过程中,其缸体出现内壁断裂。采用宏观形貌分析、扫描电子显微镜断口分析、金相组织分析、力学性能试验分析了缸体断裂的原因。结果表明,缸体内部存在较多的非金属夹杂物和严重的铸造缩松缺陷,缸体的塑性和韧性很低。在向下钻进中,缸内含硫腐蚀性介质和缸内壁裸露的铸造缩松类缺陷,是导致缸体发生腐蚀疲劳断裂的主要原因。 展开更多

关键词 液动射流冲击器 缸体 铸造 断裂 失效

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增大液动射流式冲击器单次冲击功的试验研究 被引量：18

4

作者 菅志军 殷琨 +1 位作者 蒋荣庆 辜华良 《长春科技大学学报》 CSCD 2000年第3期303-306,共4页

:试验结果发现 ,当行程加大时 ,获得较高的冲锤末速度 (5 .43m/s) ,单次冲击功 34 6 .45J。当活塞运动所需瞬时流量已大大超过了水泵供水的供给量时 ,冲击器仍能稳定地工作 ,这体现了射流冲击器作为一开放的系统所特有的流量可自动补偿... :试验结果发现 ,当行程加大时 ,获得较高的冲锤末速度 (5 .43m/s) ,单次冲击功 34 6 .45J。当活塞运动所需瞬时流量已大大超过了水泵供水的供给量时 ,冲击器仍能稳定地工作 ,这体现了射流冲击器作为一开放的系统所特有的流量可自动补偿的优点。射流冲击器对负载的适应能力较高 ,且在大行程条件下 ,增加锤重可较大幅度地提高单次冲击功。 展开更多

关键词 液动射流冲击器 冲击功 钻具

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液动射流式冲击器冲击功测量方法及仪器研制 被引量：7

5

作者 吴忠杰 林君 +2 位作者 彭枧明 韦建荣 朱虹 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1037-1040,共4页

冲击功、冲击频率等性能参数的测量对液动射流式冲击器的理论建模、性能评价及结构改造起到了至关重要的作用。传统测量方法由于种种缺陷不能准确方便地获取冲击器的性能指标,本文提出了一种新型测量方法,通过线性霍尔传感器非接触测量... 冲击功、冲击频率等性能参数的测量对液动射流式冲击器的理论建模、性能评价及结构改造起到了至关重要的作用。传统测量方法由于种种缺陷不能准确方便地获取冲击器的性能指标,本文提出了一种新型测量方法,通过线性霍尔传感器非接触测量冲锤末速度,计算冲击功、冲击频率等关键性能参数。本文还基于虚拟仪器技术研制了冲击器性能参数测量仪器,给出了仪器研制方法及关键设计思想。通过实际测量准确获取了待测参数,充分说明了测量方法和仪器研制的可行性。 展开更多

关键词 液动射流式冲击器 冲击功 霍尔传感器 虚拟仪器技术

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液动射流式冲击器结构设计及试验研究 被引量：10

6

作者 张海平 索忠伟 陶兴华 《石油机械》 北大核心 2011年第7期1-3,5,共3页

旋冲钻井用液动射流式冲击器焊镶和粘接部位极易开裂导致泄漏、卸压,缸体上、下腔工作压力建立不起来,造成冲击器停止工作或工作断续不稳,影响冲击器的性能。为此,对冲击器缸体进行了一体化结构设计,精选特制高性能热作模具钢材料(HHD)... 旋冲钻井用液动射流式冲击器焊镶和粘接部位极易开裂导致泄漏、卸压,缸体上、下腔工作压力建立不起来,造成冲击器停止工作或工作断续不稳,影响冲击器的性能。为此,对冲击器缸体进行了一体化结构设计,精选特制高性能热作模具钢材料(HHD),采用整体铸造方式成型,缸体表面采用液体氮化加氧化工艺处理。对该结构冲击器进行了室内性能测试试验和现场应用试验。结果表明,该结构液动射流式冲击器的性能得到改善,具有良好的工作稳定性和参数的可调节性;可以有效地提高深部硬岩地层机械钻速,防止井斜,降低钻井成本。 展开更多

关键词 旋冲钻井技术 液动射流式冲击器 附壁效应 一体化铸造缸体 机械钻速

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射流式液动冲击器优化设计研究 被引量：8

7

作者 吴鹏 韦忠良 +2 位作者 吕苗荣 李庆梅 周倩如 《石油机械》 北大核心 2014年第7期24-27,31,共5页

传统的射流式液动冲击器活塞缸体大多采用单、双道侧壁密封方式,易出现活塞缸体局部变形、密封失效和钻具刺漏等问题。鉴于此,应用有限元分析模块SolidWorks Simulation对活塞缸体受力情况进行静力学模拟分析。分析结果表明,活塞缸体局... 传统的射流式液动冲击器活塞缸体大多采用单、双道侧壁密封方式,易出现活塞缸体局部变形、密封失效和钻具刺漏等问题。鉴于此,应用有限元分析模块SolidWorks Simulation对活塞缸体受力情况进行静力学模拟分析。分析结果表明,活塞缸体局部发生了径向变形,且其上端的轴向和径向变形十分明显。因此,在结构上对活塞缸体侧壁密封方式进行优化设计,即采用新型侧壁密封方式代替传统的单、双道密封圈侧壁密封方式。经有限元分析验证,优化设计后的结构可抑制活塞缸体的径向变形,从而防止侧壁密封失效现象。在相同的试验情况下,改进后的射流式液动冲击器比传统的射流冲击器机械钻速提高约52%,单只钻头进尺提高72%,纯钻时间延长14%,钻头磨损较小。因此优化设计后的液动锤工作寿命更长,工作更稳定,钻井效率更高。 展开更多

关键词 射流式液动冲击器 活塞缸体 侧壁密封 工作寿命 SolidWorksSimulation

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基于CFD的高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性研究 被引量：3

8

作者 张鑫鑫 彭枧明 +1 位作者 孙铭泽 吴冬宇 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期534-541,共8页

通过计算流体动力学分析与实验室测试,对SC-86H型高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性进行研究,分析了活塞密封段长度、环状间隙尺寸、活塞往复运动速度、角速度以及活塞外表面螺旋槽螺距与半径等参数对射流式冲击器前后腔之间泄漏... 通过计算流体动力学分析与实验室测试,对SC-86H型高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性进行研究,分析了活塞密封段长度、环状间隙尺寸、活塞往复运动速度、角速度以及活塞外表面螺旋槽螺距与半径等参数对射流式冲击器前后腔之间泄漏量的影响。结果表明:活塞密封段长度、环状间隙尺寸、角速度以及活塞表面螺旋槽螺距均对射流式液动冲击器性能影响较小;活塞运动速度与泄漏量近似成正比例关系;随着活塞螺旋槽半径的增大,泄漏量会明显增大。活塞回程与冲程初期阶段,活塞运动速度较小,活塞处瞬时泄漏量占进入缸体前后腔流体流量的比例较大,使活塞无法快速加速运动,尤其是当活塞杆直径较大时,回程阶段泄漏量对活塞运动的影响更显著,导致冲击器工作性能大幅下降,甚至无法工作。 展开更多

关键词 计算流体动力学 高能射流式液动冲击器 活塞 缸体 泄漏量

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油基钻井液驱动下射流式液动冲击器的动态特性 被引量：4

9

作者 陶兴华 葛东 +2 位作者 张广 李彦良 彭枧明 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第9期3504-3511,共8页

在油气勘探领域,射流式液动冲击器常被用来加速硬岩钻井,降低钻柱摩擦,解决钻头黏滑等问题。实验表明,利用清水不能准确预测实际钻井中油基钻井液驱动的射流式液动冲击器性能。采用模拟和实验相结合的方法,研究了油基钻井液对射流式液... 在油气勘探领域,射流式液动冲击器常被用来加速硬岩钻井,降低钻柱摩擦,解决钻头黏滑等问题。实验表明,利用清水不能准确预测实际钻井中油基钻井液驱动的射流式液动冲击器性能。采用模拟和实验相结合的方法,研究了油基钻井液对射流式液动冲击器的动态特性的影响。结果表明,油基钻井液密度和固相颗粒对液动冲击器的压力降及运动特性具有显著影响。在液动冲击器的工作流量范围内,由于高速流体的剪切稀释特性,油基钻井液的非牛顿流变特性对其输出特性影响不大。总的来看,射流式液动冲击器可以在油基钻井液中稳定工作,具有正常的动力水平和良好的适应性。 展开更多

关键词 射流式液动冲击器 射流元件 流变行为 油基钻井液

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液动射流式冲击器性能参数影响规律的研究 被引量：1

10

作者 菅志军 桑路 +1 位作者 王保丰 王清 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期58-60,共3页

本文根据计算与模拟实验资料 ,分析了液动射流式冲击器的泵量、泵压、冲锤质量、冲击行程等 ,对冲击器性能参数的影响规律、电算模拟数据绘制了相应的影响规律曲线 ,其结果与室内模拟实验的结果吻合 ,为冲击器的设计与使用提供了依据。

关键词 液动射流式冲击器 性能参数 泵量 泵压 冲锤质量 冲击行程

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液动射流式冲击器的研究现状与发展方向 被引量：9

11

作者 杨顺辉 《石油机械》 北大核心 2009年第2期73-76,共4页

冲击器作为旋冲钻井工艺技术实施的核心部件,其性能直接关系到旋冲钻井的效果。介绍了液动射流式冲击器的结构、原理和优点,并对冲击器的计算机仿真技术、结构优化及加工现状、性能测试现状进行了评价分析,指出液动射流式冲击器今后将... 冲击器作为旋冲钻井工艺技术实施的核心部件,其性能直接关系到旋冲钻井的效果。介绍了液动射流式冲击器的结构、原理和优点,并对冲击器的计算机仿真技术、结构优化及加工现状、性能测试现状进行了评价分析,指出液动射流式冲击器今后将朝着长寿命、大冲击功以及系列化、集成化方向发展。通过对冲击器的持续研究和改进,旋冲钻井工艺技术必将广泛应用于石油钻井行业。 展开更多

关键词 液动射流式冲击器 射流元件CFD PIV旋冲钻井 现状 发展方向

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高效破岩射流冲击器在松南十屋30井应用效果良好

12

《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2010年第2期9-9,共1页

2009年12月22日，中国石化石油工程技术研究院研制的YSC-178A液动射流式冲击器在松南地区十屋30井进行了现场应用，应用井段3234．00～3352．13m，为致密高研磨性砂岩、泥岩和安山岩地层，冲击器入井工作时间总计127．00h，纯钻时问81．... 2009年12月22日，中国石化石油工程技术研究院研制的YSC-178A液动射流式冲击器在松南地区十屋30井进行了现场应用，应用井段3234．00～3352．13m，为致密高研磨性砂岩、泥岩和安山岩地层，冲击器入井工作时间总计127．00h，纯钻时问81．24h，进尺118．13m，平均机械钻速1．45m／h； 展开更多

关键词 射流冲击器 现场应用 松南地区 液动射流式冲击器 破岩 石油工程技术 中国石化 工作时间

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射流元件损坏机理试验研究及分析 被引量：15

13

作者 熊青山 彭振斌 +1 位作者 殷琨 刘静 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2004年第5期97-100,共4页

液动射流式冲击器在高压釜内进行模拟试验时发现其工作性能良好,展现了其良好的应用前景。而在石油钻井、大陆科学深钻等深孔钻进中应用液动射流式冲击器发现,射流元件寿命较低。故有必要对其破坏机理进行研究。在实验中采用对比的方法... 液动射流式冲击器在高压釜内进行模拟试验时发现其工作性能良好,展现了其良好的应用前景。而在石油钻井、大陆科学深钻等深孔钻进中应用液动射流式冲击器发现,射流元件寿命较低。故有必要对其破坏机理进行研究。在实验中采用对比的方法,发现在大泵量情况下射流元件工作室内出现水射流反射及脉冲现象。射流元件破坏主要由脉冲AWJ切割所造成。液动射流式冲击器用于深孔钻进时射流元件有必要对元件尺寸进行改进。 展开更多

关键词 射流元件 损坏机理 深孔 液动射流式冲击器

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利用PIV技术观测射流元件内部流场 被引量：1

14

作者 杨顺辉 周鹏飞 +4 位作者 陶兴华 殷琨 彭枧明 索忠伟 涂玉林 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2009年第2期54-55,共2页

射流元件作为液动射流式冲击器的核心部件对冲击器的性能起着决定性作用,由于其内部流道结构复杂,压力和速度波动非常大,流动状态及其复杂,一直是冲击器研究的难点,近年来随着计算流体动力学(CFD)技术的发展,已有学者利用CFD技术对射流... 射流元件作为液动射流式冲击器的核心部件对冲击器的性能起着决定性作用,由于其内部流道结构复杂,压力和速度波动非常大,流动状态及其复杂,一直是冲击器研究的难点,近年来随着计算流体动力学(CFD)技术的发展,已有学者利用CFD技术对射流元件内部流场的压力、速度进行模拟分析,但如何对射流元件内部流场进行测量,如何对CFD结果进行验证一直未能有效解决。文章首次加工了透光的射流元件,并将射流元件至于冲击器本体以外,利用粒子图象测速(PIV)技术完成了对射流元件内部流场的观测,将实验结果和CFD模拟计算结果进行了对比分析,误差在10%以内,充分证明PIV实验结果和CFD计算的可靠性,为射流元件内部流场的测量提供了一种新方法。 展开更多

关键词 液动射流式冲击器 粒子图象测速 射流元件

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沙特HWY区块HWY-116井提速技术 被引量：6

15

作者 尹慧博 索忠伟 +1 位作者 李博东 涂玉林 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期34-38,共5页

为提高沙特HWY区块三开直井段钻进坚硬、强研磨性地层时的机械钻速,在HWY-116井三开井段进行了液动射流冲击器旋冲钻井技术试验。根据液动射流冲击器性能参数与岩石抗钻特性参数的关系,与HWY-116井钻井设计结合,优化了钻具组合,选择了... 为提高沙特HWY区块三开直井段钻进坚硬、强研磨性地层时的机械钻速,在HWY-116井三开井段进行了液动射流冲击器旋冲钻井技术试验。根据液动射流冲击器性能参数与岩石抗钻特性参数的关系,与HWY-116井钻井设计结合,优化了钻具组合,选择了与液动射流冲击器配合的PDC钻头,优化了旋冲钻井参数,形成了适用于HWY-116井的ϕ228.6 mm液动射流冲击器旋冲钻井提速技术。应用该提速技术后,HWY-116井三开井段机械钻速为9.40 m/h,与邻井相同井段相比提高了45.5%。这表明,应用液动射流冲击器旋冲钻井技术可以提高沙特HWY区块坚硬、强研磨性地层的机械钻速。 展开更多

关键词 液动射流冲击器 旋冲钻井 硬地层 冲击功 机械钻速 HWY区块 HWY-116井

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流线型平面喷嘴结构设计 被引量：3

16

作者 熊青山 安传奇 +1 位作者 刘双亮 李佳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期555-557,共3页

液动式射流冲击器因其独特的优点使其在石油、科学勘探等钻井中具有广泛的应用前景。其核心部件射流元件平面喷嘴结构好坏直接影响液流能量的利用率,因此在设计射流元件时,有必要设计出高效结构的喷嘴,以减少能量损失。本次试验中设计有... 液动式射流冲击器因其独特的优点使其在石油、科学勘探等钻井中具有广泛的应用前景。其核心部件射流元件平面喷嘴结构好坏直接影响液流能量的利用率,因此在设计射流元件时,有必要设计出高效结构的喷嘴,以减少能量损失。本次试验中设计有"Y"型、流线型喷嘴,且在室内进行了试验。试验结果表明:流线型喷嘴的流量系数比目前大量采用的"Y"型进口喷嘴流量系数大得多。建议在以后设计射流元件时采用流线型进口喷嘴,以期提高过流能力,从而提高冲击器的性能。 展开更多

关键词 冲击旋转钻进 液动射流冲击器 射流元件 平面喷嘴 流量系数

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龙凤山气田北209井钻井提速技术 被引量：9

17

作者 张东清 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期22-26,共5页

针对龙凤山气田钻井中存在的上部地层易塌、下部地层易漏、机械钻速低、钻井周期长等问题,在该油田评价井——北209井进行了钻井提速技术研究与试验,以达到提高机械钻速、缩短钻井周期的目的。在分析龙凤山气田地质资料和地层特点的基础... 针对龙凤山气田钻井中存在的上部地层易塌、下部地层易漏、机械钻速低、钻井周期长等问题,在该油田评价井——北209井进行了钻井提速技术研究与试验,以达到提高机械钻速、缩短钻井周期的目的。在分析龙凤山气田地质资料和地层特点的基础上,通过优化井身结构、采用"PDC钻头+0.5°单弯螺杆"复合钻井技术、选用适合于砾石层的液动射流冲击器、选择机械式无线随钻测斜仪测量井斜、应用SMROP-1快钻剂等关键技术措施,使北209井实现了安全快速钻井,机械钻速达到8.62m/h,较该气田此前平均机械钻速提高了53.38%;钻井周期40.98d,比设计钻井周期缩短22.40d。研究认为,北209井钻井提速技术可为龙凤山气田后续井钻井提速增效提供借鉴。 展开更多

关键词 机械钻速 液动射流冲击器 快钻剂 井身结构 北209井 龙凤山气田

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旋冲钻井技术取得突破性进展 被引量：1

18

《石油钻探技术》 CAS 2003年第1期36-36,共1页

关键词 旋冲钻井技术 进展 石油钻井 液动射流式冲击器 易损件

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旋冲钻井新技术

19

作者 相秀芳（摘编） 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期143-143,共1页

中国石化德州石油钻井研究所开发的YSC-178型液动射流式冲击器在胜利、塔河等油田，松南、川西等地区以及加拿大等国家进行了广泛的应用，平均机械钻速提高30％～50％。特别是对液动射流式冲击器的结构、加工工艺及材料等方面的不断完... 中国石化德州石油钻井研究所开发的YSC-178型液动射流式冲击器在胜利、塔河等油田，松南、川西等地区以及加拿大等国家进行了广泛的应用，平均机械钻速提高30％～50％。特别是对液动射流式冲击器的结构、加工工艺及材料等方面的不断完善，提高了冲击器功率传递效率，改善了密封效果，并使射流元件、缸体和活塞等冲击器易损件的寿命达到80～120h。 展开更多

关键词 德州石油钻井研究所 液动射流式冲击器 技术 中国石化 机械钻速 加工工艺 传递效率 密封效果 射流元件

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