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钻柱动力学研究及监控技术新进展 被引量：36
1
作者 胡以宝 狄勤丰 +1 位作者 邹海洋 吴非 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2006年第6期7-10,共4页
钻柱是石油钻井中用量大、质量要求高的管材,长期处在充满钻井液的狭长井眼里,受力情况非常复杂。每年国内外都会发生大量钻柱失效事故,造成重大经济损失。在国内外钻柱失效研究方法分析的基础上,阐明了国内外钻柱失效研究方法的区别,... 钻柱是石油钻井中用量大、质量要求高的管材,长期处在充满钻井液的狭长井眼里,受力情况非常复杂。每年国内外都会发生大量钻柱失效事故,造成重大经济损失。在国内外钻柱失效研究方法分析的基础上,阐明了国内外钻柱失效研究方法的区别,指出了钻柱动力学研究的重要性,较详细地叙述了国内外钻柱动力学研究及应用方面的最新进展,重点介绍了Baker Hughes INTEQ公司在钻柱动力学特性监测方面的研究成果及钻柱动力学特性监控方法,指出了国内钻柱动力学研究的重点。 展开更多
关键词 钻柱 动力学 钻柱振动 监测 控制
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特低丰度油藏水平井开发技术研究与应用 被引量：48
2
作者 姜洪福 隋军 +2 位作者 庞彦明 张国良 刘月田 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期364-368,共5页
有效动用外围储量是大庆油田实现产量接替的关键之一,为此开展了大庆外围油田的特低丰度超薄(厚度不足1m)葡萄花油层水平井开发试验。采用地震解释系统和地质建模技术,精细解释拟布水平井井区葡萄花油层的构造和断层,并优选基于目标的... 有效动用外围储量是大庆油田实现产量接替的关键之一,为此开展了大庆外围油田的特低丰度超薄(厚度不足1m)葡萄花油层水平井开发试验。采用地震解释系统和地质建模技术,精细解释拟布水平井井区葡萄花油层的构造和断层,并优选基于目标的砂体模拟地质统计学方法进行岩性插值,为水平井单井设计及地质导向提供依据;通过数值模拟,优化选择了水平井采油直井注采行列井网,并进行了产能预测。实时获取钻井过程中的电测数据及井眼轨迹数据,实现随钻电测数据曲线的实时显示及地质模型的及时修正,指导钻头在砂体内部钻进方向。通过岩屑和气测录井,对储集层的含油性进行评价,为地质导向及后期射孔提供保障。实测超薄油层阶梯状水平井含油砂岩钻遇率平均为55%,最高超过75%。已投产6month以上的10口水平井平均单井初期产油量为19.5t/d,单井稳定产油量为8.9t/d,皆为直井的3倍以上,开发试验取得了成功。 展开更多
关键词 大庆外围油田 储量动用 地质建模 产能预测 优化布井 地质导向 随钻测试
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考虑钻柱运动状态的疲劳寿命预测研究 被引量：14
3
作者 林元华 邹波 +3 位作者 张建兵 施太和 李润方 巫才文 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期57-60,共4页
石油钻柱在钻进过程中 ,工作环境恶劣 ,在井位、地质条件及钻进参数等综合因素的影响下 ,不仅承受着由交变载荷引起的应力突变 ,还承受着钻具涡动和振动引起的巨大冲击载荷。钻柱在井下既自转又反转 ,尤其在斜井或大环歇井中时 ,偏心反... 石油钻柱在钻进过程中 ,工作环境恶劣 ,在井位、地质条件及钻进参数等综合因素的影响下 ,不仅承受着由交变载荷引起的应力突变 ,还承受着钻具涡动和振动引起的巨大冲击载荷。钻柱在井下既自转又反转 ,尤其在斜井或大环歇井中时 ,偏心反转和工作载荷产生的较大交变弯曲应力常造成钻柱疲劳破坏。为此 ,文章在用动力学观点初步分析了钻柱失效机理的基础上 ,应用断裂力学等相关知识 ,对钻柱进行了三轴应力分析 ,并提出了考虑钻柱进动与反进动的疲劳寿命计算模型。该模型能反映运动状态对寿命的影响 ,可用于无裂纹钻杆和有裂纹钻杆疲劳寿命预测 。 展开更多
关键词 钻柱运动状态 疲劳寿命 石油行业 受力分析 轴向应力
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气体钻井钻柱失效机理分析 被引量：19
4
作者 邹海洋 狄勤丰 +1 位作者 姚建林 胡以宝 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2008年第3期55-58,共4页
川东北地区气体钻井中钻柱失效情况的统计资料表明,钻柱失效主要表现为磨损和断裂,分析可知,气体钻井时钻柱失效严重除与高速岩屑的冲蚀、井壁岩石的磨损、酸性介质环境的腐蚀有关外,还与钻柱承受更为复杂的动态应力密切相关。动力学分... 川东北地区气体钻井中钻柱失效情况的统计资料表明,钻柱失效主要表现为磨损和断裂,分析可知,气体钻井时钻柱失效严重除与高速岩屑的冲蚀、井壁岩石的磨损、酸性介质环境的腐蚀有关外,还与钻柱承受更为复杂的动态应力密切相关。动力学分析结果表明,与钻井液钻井相比,气体钻井时钻柱的动态应力明显增大,动态应力的变化幅度和变化频率也明显提高,这是造成钻柱失效的主要原因之一。因此,防治气体钻井钻柱失效应切实重视钻柱动态应力的控制,目前条件下,加强钻柱的探伤工作,确保入井钻柱的抗疲劳破坏能力和使用减振工具是较为有效的预防钻柱失效的技术措施。 展开更多
关键词 气体钻井 钻柱损坏 钻柱应力 动力学
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钻柱构件失效模式与安全韧性判据的研究 被引量：10
5
作者 冯耀荣 马宝钿 +2 位作者 金志浩 李平全 李鹤林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期54-58,共5页
在对大量钻柱构件失效事故的失效分析结果进行综合统计和分析的基础上，采用断裂力学方法，研究了钻柱构件的主要失效模式及失效模式与材料韧性的相关性，提出和验证了防止钻柱构件早期失效、提高疲劳寿命和安全可靠性的韧性要求．
关键词 石油机械 钻柱构件 失效模式 韧性判据
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塔里木油田钻柱转换接头失效原因分析及预防 被引量：8
6
作者 骆发前 吕拴录 +3 位作者 周杰 迟军 康延军 胡安智 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2010年第1期80-83,共4页
对塔里木油田2006年1—5月发生的钻柱转换接头失效事故进行了分析研究,对失效的钻柱转换接头尺寸进行了测量,对钻柱转换接头断口形貌进行了宏观分析,发现钻柱转换接头断裂位置都在外螺纹接头危险截面上。通过分析计算认为,钻柱转换接头... 对塔里木油田2006年1—5月发生的钻柱转换接头失效事故进行了分析研究,对失效的钻柱转换接头尺寸进行了测量,对钻柱转换接头断口形貌进行了宏观分析,发现钻柱转换接头断裂位置都在外螺纹接头危险截面上。通过分析计算认为,钻柱转换接头断裂原因与外径不符合标准及内、外螺纹接头弯曲强度比不合理有关。对钻柱转换接头刺漏形貌分析结果认为,刺漏与接头密封能力不足有关。进一步调查研究发现,钻柱转换接头失效与没有严格执行SY/T5200行业标准和API SPEC 7标准有一定关系。在调查分析的基础上,对如何防止或减少钻柱转换接头失效事故提出了有效的预防措施。 展开更多
关键词 钻柱转换接头 钻柱损坏 断裂 钻具刺漏 弯曲强度比
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钻柱力学基本方程及其应用 被引量：33
7
作者 李子丰 马兴瑞 黄文虎 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第4期406-414,共9页
建立了适用于钻柱几何非线性动力分析的钻柱动力学基本方程，在此基础上建立了导向钻具三维小挠度静力分析的数学模型、导向钻具三维大挠度静力分析的数学模型、钻柱稳态拉力－扭矩模型。
关键词 钻柱力学 数学模型 油气田开发 钻进工具
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深井和大位移井套管磨损程度预测 被引量：15
8
作者 梁尔国 李子丰 +1 位作者 王长进 韩东颖 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期65-69,共5页
为提高套管柱强度设计准确性,防止磨损失控情况发生,深入分析了套管磨损预测技术。结合定向井钻柱力学研究成果,考虑钻柱刚度和屈曲的影响,推导了深井和大位移井的钻柱拉力-扭矩方程,建立了基于能量原理的套管磨损程度预测模型,并编制... 为提高套管柱强度设计准确性,防止磨损失控情况发生,深入分析了套管磨损预测技术。结合定向井钻柱力学研究成果,考虑钻柱刚度和屈曲的影响,推导了深井和大位移井的钻柱拉力-扭矩方程,建立了基于能量原理的套管磨损程度预测模型,并编制了预测软件。该预测软件可以预测包括钻进、起下钻具等作业过程的,不同套管柱层次、钻具组合、井眼轨迹、钻井液类型和钻井参数等情况的全井段不同井深所对应的套管磨损量。实例计算结果表明,编制的预测软件减小了人为的估计误差,预测值更为准确可靠。研究成果为深井和大位移井安全高效钻进提供了新的技术支持。 展开更多
关键词 深井 大位移井 钻柱 套管磨损 数学模型
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钻柱失效原因及预防措施 被引量：31
9
作者 万里平 孟英峰 +1 位作者 杨龙 周虎 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2006年第1期57-59,70,共4页
开展油田钻柱失效分析与预防对提高钻井速度、降低钻井成本及井下安全钻进具有重要意义。钻柱失效案例统计表明钻杆失效事故占钻柱总失效事故的50%～60%,主要失效形式是管体刺穿,主要失效原因是腐蚀疲劳;钻铤失效事故略低于钻杆失效事故... 开展油田钻柱失效分析与预防对提高钻井速度、降低钻井成本及井下安全钻进具有重要意义。钻柱失效案例统计表明钻杆失效事故占钻柱总失效事故的50%～60%,主要失效形式是管体刺穿,主要失效原因是腐蚀疲劳;钻铤失效事故略低于钻杆失效事故,螺纹处断裂是钻铤的主要失效类型;钻柱转换接头失效数量相对较少。结合实验数据,从材料、环境和力学三方面对钻柱失效原因进行分析,提出预防钻柱失效的四条措施,包括正确选材、改善工作环境、合理设计钻柱、降低服役载荷及应力以及加强管理。对服役高酸性环境下的钻柱,通过微合金化和提高材料的冶炼水平来降低P、S含量,以及通过适当的热处理使晶粒细化等方式可以提高钻柱材料的耐蚀能力和降低失效比例。 展开更多
关键词 钻柱 失效 材料 预防措施 耐蚀性
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大位移井钻柱粘滑振动机理分析及减振研究 被引量：23
10
作者 黄根炉 韩志勇 《石油钻探技术》 CAS 2001年第2期4-6,共3页
通过将钻柱系统等效成一个集中质量摆 ,分析了在非线性钻头扭矩和钻柱与井壁间摩扭矩作用下钻柱系统的稳定性 ,并从钻柱扭转振动能量的角度 ,阐明了钻柱产生粘滑振动的原因。在对非线性钻头扭矩和钻柱与井壁间摩扭矩进行适当简化的基础... 通过将钻柱系统等效成一个集中质量摆 ,分析了在非线性钻头扭矩和钻柱与井壁间摩扭矩作用下钻柱系统的稳定性 ,并从钻柱扭转振动能量的角度 ,阐明了钻柱产生粘滑振动的原因。在对非线性钻头扭矩和钻柱与井壁间摩扭矩进行适当简化的基础上 ,给出了钻柱产生粘滑振动的判别式 ,分析了钻柱粘滑振动的影响因素及防止和消除钻柱粘滑振动可能的途径和措施 ,并对顶部扭矩负反馈减振方法进行了讨论 。 展开更多
关键词 石油钻井 大位移井 粘滑振动 钻柱振动 机理 模型 钻柱扭矩 减振
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钻柱扭矩测量方法研究 被引量：9
11
作者 孙永兴 林元华 +1 位作者 施太和 陈燕琼 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2005年第2期13-15,共3页
钻井过程中扭矩参数的精确测量一直是钻井工程中的一大难题,长期以来人们一直在探索。目前国内外有关钻柱扭矩测量的方法与研究工作有了较大的进展。概括介绍了钻柱扭矩测量的国内外发展状况,并在此基础上进一步介绍了方补心扭矩仪及井... 钻井过程中扭矩参数的精确测量一直是钻井工程中的一大难题,长期以来人们一直在探索。目前国内外有关钻柱扭矩测量的方法与研究工作有了较大的进展。概括介绍了钻柱扭矩测量的国内外发展状况,并在此基础上进一步介绍了方补心扭矩仪及井下马达电流测量扭矩的原理及优点,提出了通过测量扭矩来判断钻柱扭转振动的强烈程度。与此同时,方补心扭矩仪的成功研制基本解决了长期困扰钻井界的钻柱扭矩测量问题。 展开更多
关键词 钻柱 振动 扭矩 测量 方钻杆补心 转盘 电动钻机
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裸眼中测压缩式封隔器胶筒材质与力学分析及其改进 被引量：12
12
作者 张福祥 姜学海 +1 位作者 相建民 窦益华 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2007年第4期15-18,共4页
针对中途测试掉胶筒的问题,首先检验了现用裸眼压缩式封隔器胶筒的理化性能,对掉井概率最高的压缩式封隔器胶筒的材质和应力进行了分析,在此基础上,改良了胶筒材质及成型工艺,以胶筒强度安全为条件提出了裸眼中测允许测试压差的计算方... 针对中途测试掉胶筒的问题,首先检验了现用裸眼压缩式封隔器胶筒的理化性能,对掉井概率最高的压缩式封隔器胶筒的材质和应力进行了分析,在此基础上,改良了胶筒材质及成型工艺,以胶筒强度安全为条件提出了裸眼中测允许测试压差的计算方法。检验表明,现用丁睛橡胶制作的、用裹胶方式模压成形胶筒的拉伸强度与扯断伸长率达不到标准要求;用改进氟橡胶制作、用注胶方式模压成型胶筒的各项指标都高于标准要求,最高耐温达到190℃,最大工作压差70 MPa,优于用丁睛橡胶制作的胶筒。用改进材料制作的胶筒,在允许测试压差范围内下井使用,未发生掉胶筒事故,基本解决了裸眼中测胶筒损坏的问题。 展开更多
关键词 封隔器胶筒 裸眼封隔器 材质分析 受力分析 钻柱地层测试
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井眼中钻柱稳定性分析的有限元法 被引量：12
13
作者 于永南 胡玉林 +1 位作者 韩志勇 路永明 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1998年第6期74-78,共5页
通过引入单元荷载刚度矩阵，提出了一种用于分析钻柱结构稳定性问题的有限单元法。该方法可以用于分析变截面钻柱在变轴力和变横向力共同作用下的钻柱稳定性问题，也可用于分析弯曲井眼中钻柱的稳定性问题。在所建立的力学模型中，考虑... 通过引入单元荷载刚度矩阵，提出了一种用于分析钻柱结构稳定性问题的有限单元法。该方法可以用于分析变截面钻柱在变轴力和变横向力共同作用下的钻柱稳定性问题，也可用于分析弯曲井眼中钻柱的稳定性问题。在所建立的力学模型中，考虑了钻柱自重和井眼曲率的影响。分析结果表明，在斜直井眼中，除了钻柱自身密度及截面面积外，影响钻柱荷载的因素还有井眼状况及钻柱两端部的约束条件，但当钻柱长度超过８０ｍ时可以不考虑端部约束的影响。对于弯曲井眼，钻柱临界压力不仅与钻柱的长度、截面尺寸有关，还与井眼曲率有关，即随着曲率的增大而增大。 展开更多
关键词 有限单元法 钻柱 稳定性 压力 井眼 钻井设计
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钻进扭矩与摩阻分析及减扭措施 被引量：17
14
作者 张文华 胡国清 +1 位作者 桑路 辛秀琴 《石油钻探技术》 CAS 2001年第4期22-24,共3页
详细分析了大斜度定向井和水平井钻进过程中摩阻和扭矩较大的原因 ,并从井眼轨迹优化、钻具组合优化设计、钻井液设计、减扭工具的研制与应用四方面给出了减扭措施 ,在大港油田张巨河地区、港东地区的应用表明 ,该减扭措施能提高有效破... 详细分析了大斜度定向井和水平井钻进过程中摩阻和扭矩较大的原因 ,并从井眼轨迹优化、钻具组合优化设计、钻井液设计、减扭工具的研制与应用四方面给出了减扭措施 ,在大港油田张巨河地区、港东地区的应用表明 ,该减扭措施能提高有效破岩扭矩 ,加快钻进速度。 展开更多
关键词 定向井 水平井 钻柱扭矩 摩擦损失 井眼轨迹 钻具组合 钻井液 工具 钻井速度 大港油田
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钻具抗氧缓蚀剂的研究 被引量：10
15
作者 沈长寿 熊楚才 黄红兵 《钻井液与完井液》 CAS 1994年第4期4-8,共5页
为了减少源于腐蚀的钻具损失,用转轮试验法研究了钻井材质G105钢在钻井液中的腐蚀情况,评选出了一种防止钻井液中溶解氧对钻具腐蚀的缓蚀剂——K0—1缓蚀剂。这种缓蚀剂是以有机酯类化合物为主剂调配而成的,适用于盐水、淡水和聚合物钻... 为了减少源于腐蚀的钻具损失,用转轮试验法研究了钻井材质G105钢在钻井液中的腐蚀情况,评选出了一种防止钻井液中溶解氧对钻具腐蚀的缓蚀剂——K0—1缓蚀剂。这种缓蚀剂是以有机酯类化合物为主剂调配而成的,适用于盐水、淡水和聚合物钻井液。这种缓蚀剂加工简便,费用较低,适用范围广,有着广阔的应用前景。 展开更多
关键词 钻井 缓蚀剂 钻具 腐蚀 防腐
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多底井、分支井工程设计原则及方法 被引量：22
16
作者 张云连 王正湖 +1 位作者 唐志军 韩来聚 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2000年第2期4-5,共2页
多底井、分支井能提高原油采收率、增加产能和节约成本 ,其钻井工程设计的合理性与完备性 ,是实施分支井钻探的关键和前提。介绍了多底井、分支井类型选择及井眼轨迹优化设计、侧钻方式选择、钻柱设计、钻井液设计和完井方式设计的原则... 多底井、分支井能提高原油采收率、增加产能和节约成本 ,其钻井工程设计的合理性与完备性 ,是实施分支井钻探的关键和前提。介绍了多底井、分支井类型选择及井眼轨迹优化设计、侧钻方式选择、钻柱设计、钻井液设计和完井方式设计的原则和方法。 展开更多
关键词 多底井 分支井 钻柱 井眼轨迹 钻井设计 油田
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钻取式自动采样机构螺旋钻杆结构参数的多目标优化 被引量：7
17
作者 王丽丽 刘志全 +1 位作者 吴伟仁 张之敬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期723-730,共8页
分析了螺旋钻杆的输出月壤原理和输出月壤阻力(阻力矩)以及综合考虑了螺旋槽内月壤对钻杆驱动力矩的影响、螺旋升角的取值范围和钻杆的轴向钻进功率后建立了钻杆驱动力矩、轴向加载力及功耗的模型。利用该模型分析了钻杆外径、螺旋槽深... 分析了螺旋钻杆的输出月壤原理和输出月壤阻力(阻力矩)以及综合考虑了螺旋槽内月壤对钻杆驱动力矩的影响、螺旋升角的取值范围和钻杆的轴向钻进功率后建立了钻杆驱动力矩、轴向加载力及功耗的模型。利用该模型分析了钻杆外径、螺旋槽深、槽宽比及螺旋升角等结构参数对钻杆驱动力矩和轴向加载力的影响,获得了钻杆结构参数对钻杆驱动力矩和轴向加载力的影响规律。以钻杆质量和功耗最小为双优化目标,以钻杆外径、螺旋槽深、槽宽比及螺旋升角等结构参数为设计变量,基于遗传算法对钻杆结构参数进行了优化,优化后的功耗较优化前降低了31.8%,钻杆质量减小了23.3%。总体减少了钻探风险,可为钻取式自动采样机构的设计提供理论依据。 展开更多
关键词 螺旋钻杆 遗传算法 多目标优化 MATLAB 月壤
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斜直井眼中钻柱侧向屈曲的研究 被引量：12
18
作者 于永南 韩志勇 路永明 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1997年第3期65-67,共3页
利用能量法，推导了斜直井眼中钻柱的侧向屈曲临界荷载．在力学模型中，考虑了钻柱自重和井斜的影响，给出了斜直井眼中钻柱侧向屈曲临界荷载的一般形式．对于给定截面尺寸的钻柱，临界荷载是钻柱长度的函数，且随井斜角的变化而变化．... 利用能量法，推导了斜直井眼中钻柱的侧向屈曲临界荷载．在力学模型中，考虑了钻柱自重和井斜的影响，给出了斜直井眼中钻柱侧向屈曲临界荷载的一般形式．对于给定截面尺寸的钻柱，临界荷载是钻柱长度的函数，且随井斜角的变化而变化．在确定实际钻柱的临界荷载时，要充分考虑井眼的具体情况．讨论了发生高阶屈曲的条件，所得结果可供工程计算参考． 展开更多
关键词 钻柱 临界荷载 稳定性 斜直井眼 石油
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下部钻柱反向涡动机理研究 被引量：10
19
作者 史玉才 王军 +1 位作者 朱江 管志川 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2007年第5期43-45,共3页
钻井过程中,下部钻柱通常处于反向涡动状态,易造成钻具和钻头的损坏。因此,分析研究下部钻柱的涡动机理十分必要。考虑下部钻柱与井壁之间的碰摩作用,应用转子动力学理论建立了下部钻柱的反向涡动机理分析模型,探讨了下部钻柱反向涡动... 钻井过程中,下部钻柱通常处于反向涡动状态,易造成钻具和钻头的损坏。因此,分析研究下部钻柱的涡动机理十分必要。考虑下部钻柱与井壁之间的碰摩作用,应用转子动力学理论建立了下部钻柱的反向涡动机理分析模型,探讨了下部钻柱反向涡动的原因和形成条件,以及下部钻柱反向涡动频率与自转频率的关系等,并利用室内模拟试验验证了下部钻柱反向涡动的机理及规律。 展开更多
关键词 底部钻柱 反向涡动 动力学 钻压 转速 实验室试验
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智能钻柱设计方案及其应用 被引量：32
20
作者 石崇东 张绍槐 《石油钻探技术》 CAS 2004年第6期7-10,共4页
用旋转导向钻井工具在复杂地质条件下钻复杂结构井、特殊工艺井以及建设智能油井是21世纪的重要课题和发展方向之一.分析了钻井液脉冲无线随钻传输以及电磁波传输所存在的问题,指出采用导线传输方式既能由地面向井下输送足够的电力以电... 用旋转导向钻井工具在复杂地质条件下钻复杂结构井、特殊工艺井以及建设智能油井是21世纪的重要课题和发展方向之一.分析了钻井液脉冲无线随钻传输以及电磁波传输所存在的问题,指出采用导线传输方式既能由地面向井下输送足够的电力以电控井下仪表传感器和专用硬件,同时又能建立104～106b/s的超高速率传输多类参数的有线实时双向闭环钻井信息'高速公路'.提出了智能钻柱的设计思路及方案,并分析了智能钻柱的功能、优点. 展开更多
关键词 智能钻柱 随钻测量 有线传输 智能钻井
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