陀螺稳态钻井工具研制及应用

摘要：

由于地层的不均质、泵排量的不均匀、钻压大以及转速高等因素,钻柱普遍存在多种类型的振动,严重的振动加速了钻头的损坏,增加了起下钻次数,进而影响钻井效率.为此,基于高速旋转的陀螺具有自稳定性的特点,研制了陀螺稳态钻井工具.该工具能够主动抑制或消除钻头切削地层时产生的振动,有效延长钻头的使用寿命,提高单只钻头进尺.介绍了工具的结构组成与工作原理,优化了磁力耦合传动机构和陀螺机构的结构,对优化后的工具进行了动力学仿真分析.仿真分析结果表明:随着径向载荷的增加,工具减振幅度逐渐降低;随着转速的提高,工具减振幅度逐渐增加.现场试验验证了工具原理的正确性,使用该工具后钻头径向振动平均值减小了42.2％,平均机械钻速提高了40.5％,能够有效保护钻头和提高机械钻速.所得结论可为陀螺稳态钻井工具的进一步优化及现场应用提供参考.

关键词：钻井工具、陀螺机构、涡轮、磁力耦合、减振性能、结构优化

所属期刊栏目：51

分类号：TE921(石油机械设备与自动化)

资助基金：中石化胜利石油工程有限公司科技攻关项目SKG2016

在线出版日期：2023-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：42-47