微小井眼單牙輪鉆頭井底流場研究

利用異形牙輪(非球形)單牙輪鉆頭幾何模型及計算機仿真技術(shù),建立了鉆頭與井底巖石互作用仿真模型,編制了鉆頭與巖石互作用仿真分析軟件。由仿真計算得到了給定結(jié)構(gòu)參數(shù)的鉆頭與給定巖石互作用后的井底軌跡。通過鉆頭破巖實驗,得到了實際鉆井時的井底軌跡,它與仿真結(jié)果很相近,驗證了仿真結(jié)果的正確性,為鉆頭設(shè)計提供了有力的幫助。

牙輪鉆頭在井底破碎巖石過程中受頂部鉆壓、自身動載荷以及井底接觸巖石的隨機沖擊碰撞作用,存在牙齒與巖石交替壓入、刮切和滾動的運動狀態(tài),受力情況相當(dāng)復(fù)雜?；趲r石彈塑性本構(gòu)關(guān)系和等效塑性應(yīng)變的巖石破壞準(zhǔn)則,考慮井底圍壓以及鉆頭與巖石互作用隨機接觸碰撞,采用有限單元法建立了牙輪鉆頭與井底巖石互作用下系統(tǒng)非線性動力學(xué)模型。探討了牙輪鉆頭在破碎井底巖石過程中的運動規(guī)律及力學(xué)性能,對巖石破碎坑的形成過程進行了仿真,為有效預(yù)測和控制井眼軌跡的形成,實態(tài)工況下整體鉆柱系統(tǒng)耦合非線性動力學(xué)研究提供了理論依據(jù)。

一、前言鉆頭是影響定向側(cè)鉆機械鉆速的重要因素之一,現(xiàn)在側(cè)鉆井常用的小尺寸鉆頭主要有三牙輪鉆頭、pdc鉆頭和單牙輪鉆頭,其中,三牙輪鉆頭最明顯的缺點是軸承尺寸小,它主要靠沖擊、壓碎和小距離刮擠方式破巖,鉆頭接觸井底的牙齒數(shù)變化大,牙齒受力不均勻,軸承使用壽命短;pdc鉆頭由于受結(jié)構(gòu)和工作原

討論了一種新型單牙輪鉆頭——異形牙輪單牙輪鉆頭。在鉆頭幾何學(xué)和運動學(xué)的基礎(chǔ)上,通過坐標(biāo)變換方法實現(xiàn)了鉆頭上各牙齒的空間位置變換,建立了隨鉆運動的單牙輪鉆頭的計算機仿真模型。仿真模型可模擬鉆頭鉆進過程中牙輪上各牙齒的形狀、大小、鉆頭上各牙齒的布置及鉆頭鉆進過程中各牙齒間的相互位置關(guān)系,是鉆頭與巖石相互作用仿真研究的核心問題,也是分析研究單牙輪鉆頭工作行為的基礎(chǔ)。

單牙輪鉆頭在唐山宋家營區(qū)卵礫石層中的應(yīng)用

根據(jù)偏心單牙輪鉆頭的幾何結(jié)構(gòu)和受載特點建立了有限元計算模型,利用有限元軟件分析了偏心單牙輪鉆頭軸承的接觸應(yīng)力。針對偏心單牙輪鉆頭的不同偏心距和軸承間隙,重點分析了大徑向軸承軸頸底部的接觸應(yīng)力及在相同偏心距和不同間隙條件下止推面上的接觸應(yīng)力。結(jié)果表明,止推面、滾道、軸頸根部是牙掌軸頸應(yīng)力最大的3個危險區(qū)域;軸頸底部的接觸應(yīng)力隨偏心距增大而增大,且在正常公差范圍內(nèi)的間隙變化對接觸應(yīng)力的影響不明顯;止推面上端的接觸應(yīng)力比下端大,制造時應(yīng)加強止推面上端的強度和硬度。

牙輪鉆頭

牙輪鉆頭簡介

牙輪鉆頭詳解

牙輪鉆頭分類

中原φ118mm小井眼側(cè)鉆井pdc鉆頭應(yīng)用技術(shù) 摘要：套管開窗側(cè)鉆井是調(diào)整老油田開發(fā)層系、挖掘開發(fā)死 油區(qū)和事故井恢復(fù)生產(chǎn)的重要措施。探索pdc鉆頭應(yīng)用于側(cè)鉆井， 對于解決單牙輪鉆頭機械鉆速低、井眼縮小等問題，大幅度提高側(cè)鉆 井的機械鉆速，意義十分重大。通過現(xiàn)場十口井的鉆井實踐，在pdc 應(yīng)用條件優(yōu)選、復(fù)合鉆進、定向、安全保障措施等技術(shù)方面進行了有 效探索，取得良好效果。 關(guān)鍵詞：pdc復(fù)合鉆進定向φ118mm側(cè)鉆井中原 套管開窗側(cè)鉆井是調(diào)整老油田開發(fā)層系、挖掘開發(fā)死油區(qū)和事故 井恢復(fù)生產(chǎn)的重要措施。長期以來，φ118mm小井眼側(cè)鉆井主要應(yīng)用 單牙輪鉆頭進行鉆進。單牙輪鉆頭復(fù)合鉆進的平均機械鉆速2.45m/h， 純鉆時間75小時，鉆頭外徑φ118mm經(jīng)常磨損至φ114mm。鉆頭磨 損快使得長裸眼段的側(cè)鉆井需頻繁起下鉆，換鉆頭，大幅度增加

在勘探鉆井過程中,qf-ⅱ型潛孔鉆頭井底流場分布不合理,存在排屑能力差,對井壁沖蝕破壞嚴(yán)重等缺點,制約了該潛孔鉆頭在現(xiàn)場的應(yīng)用。為此,以qf-ⅱ型潛孔鉆頭為原型,充分考慮了鉆頭排屑槽和切削齒對井底流場的影響,建立了與實際相接近的潛孔鉆頭井底流場物理模型。在計算流體力學(xué)軟件fluent中將cad模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的cfd井底流場模型,運用k-ε兩方程模型,對鉆頭噴嘴不同位置、不同直徑、不同傾角時的井底流場進行了數(shù)值模擬研究。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響井底流場分布及流體的排屑能力,在研究中把這些參數(shù)作為鉆頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重點,找到了鉆頭噴嘴不同結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下對井底流場的影響機理,為合理進行潛孔鉆頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計及水力設(shè)計提供了依據(jù)和校驗方法。

個人收集整理資料，僅供交流學(xué)習(xí)，勿作商業(yè)用途 1/13 欠平衡鉆井技術(shù)論文 小井眼欠平衡鉆井技術(shù) 王殿云常青忠王守啟郎應(yīng)虎 <渤海鉆探工程公司大港鉆井技術(shù)服務(wù)公司） 摘要隨著石油工業(yè)地發(fā)展,對常規(guī)小井眼鉆井、小井眼修井地技術(shù)及 工藝日趨成熟,常規(guī)小井眼鉆井和修井得到了長足發(fā)展.為了對油氣層加以 保護、加快小井眼鉆井速度、減少井下事故復(fù)雜、防止小井眼鉆井和小井 眼修井作業(yè)過程中地井漏和井噴,并得到有效地控制就需要進行小井眼欠 平衡鉆井和欠平衡修井.為此,發(fā)展小井眼欠平衡鉆井和小井眼欠平衡修井, 就需要完善其工藝技術(shù)及配套地工具.b5e2rgbcap 關(guān)鍵詞欠平衡小井眼鉆井修井 目前,在國內(nèi)由于缺乏配套地井口工具及成熟地施工工藝,小井眼欠平 衡鉆井技術(shù)還一直是空白.以前,我公司也僅限于5寸鉆桿地欠平衡作業(yè), 大于或小于5寸鉆桿地欠平衡作業(yè)都

牙輪鉆頭的選型與應(yīng)用++

牙輪鉆頭的選型分析 作者：楊全，張智，李海洋，yangquan，zhangzhi，lihaiyang 作者單位：楊全,yangquan(威銳國際公司中國區(qū)(北京),北京,100025)，張智,李海洋,zhangzhi,lihaiyang(西南 石油大學(xué),成都,610500) 刊名： 重慶科技學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版） 英文刊名：journalofchongqinguniversityofscienceandtechnology(naturalsciencesedition) 年，卷(期)：2012,14(5) 參考文獻(8條) 1.劉斌,樓一珊,吳惠梅,翟曉鵬吐哈盆地柯柯亞區(qū)塊侏羅系鉆探中的鉆頭選型[期刊論文]-新疆石油地質(zhì)2012(1) 2.劉天恩,付友義,竇同偉,于成水,孫景濤,王育新鉆頭選型新思路[期刊論文]-油氣

牙輪鉆頭的合理使用 （1）根據(jù)地層可鉆性值并參考鄰井地層，選擇進尺多、速 度快、成本低、磨損正常的鉆頭。在上部松軟地層（可鉆性 級值小于5級），可選用機械鉆速高的銑齒鉆頭，在深井段 地層（可鉆性級值大于5），可選用尺多的鑲齒鉆頭。 （2）在易井斜地層，多選用牙輪偏移量小、無保徑齒及齒 多而短的牙輪鉆頭。 （3）井底應(yīng)清潔，無落物。 （4）下鉆速度要慢，防止頓鉆。在鉆頭矩井底1單根時， 要開泵和旋轉(zhuǎn)鉆頭，充分洗井，清除井底巖屑，避免下入過 快巖屑堵塞噴嘴或開泵過猛憋漏地層。 （5）鉆頭接觸井底后，在低鉆壓、低轉(zhuǎn)速下（鉆壓10～30 ｋn，轉(zhuǎn)速60ｒ/ｍｉｎ）跑合0.5ｈ以上，造好井底形狀后， 方可逐步提高鉆壓和轉(zhuǎn)速的設(shè)計值。 （6）做好鉆還試驗，即固定鉆壓，改變轉(zhuǎn)速，或固定轉(zhuǎn)速， 改變鉆壓，使鉆壓和轉(zhuǎn)速合理匹配，達到高鉆速鉆進。 （7）鉆進中應(yīng)盡量提高泵壓，增大鉆頭水功

尺寸型號(iadc) 英寸mm鑲齒牙輪鉆頭鋼齒牙輪鉆頭 6152.4517,537,617,637126.127.216.217.316.346.347 61/2165.1517,537126.127.216.217.316.346.347 77/8200.0517,527,547,617,627,637126.127.216.217.316.346.347 81/2215.9437,447,517,537,617,627,637126.127.216.217.316.346.347 91/2241.3437,517,537,547,617126.127.216.217.316.346.347 9

再生資源網(wǎng)http://www.***.***/ 本文摘自再生資源回收-變寶網(wǎng)（www.***.***） 牙輪鉆頭的特點 牙輪鉆頭在鉆井開井工程中是非常重要的一種工具，牙輪鉆頭是一種在不斷實踐中產(chǎn)生 的工具，所以實用性非常的高。今天小編就重點介紹一下它的幾個方面，希望對大家有 所幫助。 一、牙輪鉆頭 牙輪鉆頭是使用最廣泛的一種鉆井鉆頭。牙輪鉆頭工作時切削齒交替接觸井底，破 巖扭矩小，切削齒與井底接觸面積小，比壓高，易于吃入地層；工作刃總長度大，因而 相對減少磨損。牙輪鉆頭能夠適應(yīng)從軟到堅硬的多種地層。 二、牙輪鉆頭的種類及用途 牙輪鉆頭按牙輪數(shù)量可分為單牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭和組裝多牙輪鉆頭。按切削材 質(zhì)可分為鋼齒（銑齒）和鑲齒牙輪鉆頭。國內(nèi)外使用最多、最普遍的是三牙輪鉆頭。在 石油、地以及各種鉆探行業(yè)中牙輪鉆頭是不可缺少的重要部分，但是牙輪鉆頭對一些鉆

三牙輪鉆頭是應(yīng)用最廣泛的鉆井鉆頭（www.***.***）之一，具有適應(yīng) 地層廣，機械鉆速高的特點。三牙輪鉆頭由切削結(jié)構(gòu)、軸承結(jié)構(gòu)、鎖緊元 件、儲油密封裝置、噴嘴裝置等二十多種零部件組成。 三牙輪鉆頭的分類 1、軸承類型：滾動軸承和滑動軸承 2、密封類型：橡膠密封和金屬密封 3、按牙齒的固定方式分為：鑲齒（硬質(zhì)合金齒）三牙輪鉆頭和銑齒（鋼 齒）三牙輪鉆頭 三牙輪鉆頭的工作原理 牙輪鉆頭在鉆壓和鉆柱旋轉(zhuǎn)的作用下，牙齒壓碎并吃入巖石，同時產(chǎn) 生一定的滑動而剪切巖石。當(dāng)牙輪在井底滾動時，牙輪上的牙齒依次沖擊、 壓入地層，這個作用可以將井底巖石壓碎一部分，同時靠牙輪滑動帶來的 剪切作用削掉牙齒間殘留的另一部分巖石，使井底巖石全面破碎，井眼得 以延伸。 [1] 產(chǎn)品優(yōu)勢 石油鉆井和地質(zhì)鉆探中應(yīng)用最多的還是牙輪鉆頭。牙輪鉆頭在旋轉(zhuǎn)時 具有沖

通過建立牙齒的簡化破碎坑模型和牙齒微面上的受力模型來模擬牙輪鉆頭與巖石的互作用,由破碎坑半錐角θ和力-壓入系數(shù)k共同反映鉆頭結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)以及巖石性質(zhì)等因素的綜合影響。根據(jù)現(xiàn)場鉆井?dāng)?shù)據(jù),采用誤差梯度下降算法結(jié)合計算機仿真技術(shù)來反演這2個模型的參數(shù)值,并使用反演得到的參數(shù)值,進行鉆進過程的計算機仿真致效,所得鉆頭的仿真鉆進曲線和機械鉆速與實際鉆井十分吻合。研究結(jié)果表明,基于鉆井?dāng)?shù)據(jù)反演的牙輪鉆頭與巖石互作用仿真方法,可以通過相對簡單的模型求得更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

q2-31h井是青西油田第一口套管開窗側(cè)鉆的小井眼水平井,通過優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井參數(shù)、強化鉆井液的潤滑、攜帶能力以修正井壁和破壞巖屑床,總結(jié)出適合青西油田小井眼水平井的配套鉆井技術(shù),成功完成了q2-31h井的施工。

針對微小井眼連續(xù)油管(ct)滑動鉆井技術(shù)在井眼中不旋轉(zhuǎn)、井下遇阻嚴(yán)重、送進困難、鉆壓無法施加等難題,設(shè)計了一種微小井眼ct滑動鉆井井下電控液壓驅(qū)動牽引器。該牽引器主要包括上卡瓦支撐與牽引系統(tǒng)、中心滑管總成、控制系統(tǒng)、下卡瓦支撐系統(tǒng),采用電控液壓回路實現(xiàn)鉆井液壓能牽引驅(qū)動,適用于小井眼,靈活性和穩(wěn)定性好,牽引過程能保證正常的鉆井液循環(huán),柔性彎曲適應(yīng)能力強,能實現(xiàn)雙向牽引和斷電保護,能順利下入和取出ct管柱,解決了因井下ct摩阻較大,下入和取出困難、鉆壓難施加等技術(shù)難題。