螺桿增壓鉆井技術(shù)研究.pdf

1、提高鉆頭的破巖效率和機(jī)械鉆速是油氣鉆探領(lǐng)域研究的一項(xiàng)永恒課題,提高鉆頭噴射壓力實(shí)現(xiàn)水力機(jī)械聯(lián)合破巖是提高鉆頭破巖效率和機(jī)械鉆速的途徑之一,如何在常規(guī)鉆井條件下使鉆頭噴射壓力達(dá)到實(shí)現(xiàn)水力破巖的水平,是實(shí)現(xiàn)這一途徑的關(guān)鍵。因而,井下增壓裝置以及超高壓噴射鉆頭的研制是油氣井工程領(lǐng)域研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為此,本文在分析現(xiàn)有井下增壓裝置存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,提出了一種新的井下增壓裝置的設(shè)計(jì)理念,該裝置利用現(xiàn)有應(yīng)用比較成熟并且性能比較穩(wěn)定的螺桿鉆具的部

2、分結(jié)構(gòu),以螺桿鉆具的馬達(dá)總成作為動(dòng)力源,利用斜盤結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)子的周向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為柱塞的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng),通過(guò)柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使增壓腔內(nèi)的鉆井液增壓,從而實(shí)現(xiàn)增大鉆頭噴射壓力提高鉆頭破巖效率的目的。
　　 本文在提出螺桿式增壓裝置基本原理的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)及其工作特性的調(diào)研,分析了螺桿鉆具的實(shí)際工作特性及對(duì)其部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的可行性。確定了螺桿式增壓裝置的整體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵參數(shù),并對(duì)該增壓裝置重要零件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。利用動(dòng)力學(xué)仿真

3、軟件對(duì)該裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和運(yùn)動(dòng)仿真,論證了該裝置增壓原理的可行性,并繪制出此裝置的零件及整體裝配圖紙,并完成了樣機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。同時(shí),開(kāi)展了在淹沒(méi)條件下超高壓射流的破巖實(shí)驗(yàn)研究,得到了噴距、噴射角度與壓力對(duì)破碎巖石體積影響的基本規(guī)律,為超高壓鉆頭和噴嘴設(shè)計(jì)提供了依據(jù),在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)研制了超高壓射流輔助破巖的雙流道PDC鉆頭,為超高壓射流輔助鉆井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供了配套鉆頭。最后,井下螺桿增壓鉆井裝置分別在勝利油田埕北602和義180井現(xiàn)