水平井脉冲内磨钻头设计与参数研究

摘要：

针对水平井钻井因岩屑床导致托压、底部钻具组合黏托甚至卡钻等问题,基于风琴管谐振-脉冲生成、射流泵-负压抽汲和高压水射流等理论,设计了新型脉冲内磨钻头.该钻头可通过脉冲射流辅助破岩、反向射流负压抽汲及内磨削结构减小钻屑粒径,实现高效破岩与清除岩屑床.以内磨高压作用力、最小内磨末速度和最小加速管长度为特征参数建立了计算模型,以钻井液为高速流体,通过算例分析得到砂岩和泥岩的最小内磨末速度分别为64.65和67.08 m/s,最小加速管长度分别为158.45和165.37 mm.参数研究结果表明:最小内磨末速度随着能量系数和机械钻速的增加而增大,随内磨终止粒径的增大而减小,特别是当机械钻速小于3.048 m/h、内磨终止粒径小于0.3 mm时,其影响比较明显.所得结论为该型钻头的应用和优化提供了参考,也为清除水平井岩屑床提供了一种解决方案.

关键词：水平井、脉冲内磨钻头、内磨高压作用力、最小内磨末速度、最小加速管长度

所属期刊栏目：45

分类号：TE922(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金创新研究群体项目"复杂油气井钻井与完井基础研究"51521063;国家重点研发计划项目"钻井工艺及井筒工作液关键技术研究"2016YFC03303

在线出版日期：2017-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：18-22