钻头选型通用方法研究

提出了一种既考虑地层的多种岩石力学特性又考虑钻头经济效益的具有通用性的钻头选型方法。该方法在待钻地层岩石力学性质评价的基础上,首先应用模糊优选理论建立了地层岩石力学性质相似层位的模糊优选模型,用其进行相似层位的优选,然后应用经济效益指数法对相似层位的钻头性能进行评价,最后给出合理的钻头选型结果。该通用钻头选型方法不受区域限制,克服了常规的依据地质分层或钻井经验进行层位相似判断的不足,不仅适用于PDC钻头选型,也适用于牙轮钻头选型。应用该方法对某新探区进行了钻头选型。现场试验结果表明,该方法是合理、有效的。     

CAD在牙轮钻头设计中的应用

本文介绍电子计算机辅助设计技术,在石油钻井牙轮钻头设计中的应用。文中主要阐述了牙轮钻头设计全套软件的内容、软件原理,、特点以及使用软件的基本方法。该套软件以牙轮钻头几何学、运动学为理论基础,合理利用AUTOCAD绘图软件包功能,按照牙轮钻头设计及制图要求,采用FORTRAN77语言设计编制程序并制成成套软件。该套软件能方便地用于牙轮钻头设计计算和绘制设计图样。该研究成果居国内领先地位.     

利用岩石三轴抗压强度优选PDC钻头

岩石三轴抗压强度是表征地层抗钻性质的重要参数之一,是PDC钻头优选的基础和主要依据。利用测井资料获取地层岩石三轴抗压强度并进行聚类分层处理,建立了PDC钻头切削结构参数与岩石三轴抗压强度之间的定量关系,提出了基于岩石三轴抗压强度的PDC钻头优选方法。通过实例计算得出了311.2 mm PDC钻头切削结构参数设计结果。该方法可为现场PDC钻头优选提供必要的理论依据,具有一定的实用性。     

钻头选型通用方法研究

提出了一种既考虑地层的多种岩石力学特性又考虑钻头经济效益的具有通用性的钻头选型方法。该方法在待钻地层岩石力学性质评价的基础上，首先应用模糊优选理论建立了地层岩石力学性质相似层位的模糊优选模型，用其进行相似层位的优选，然后应用经济效益指数法对相似层位的钻头性能进行评价，最后给出合理的钻头选型结果。该通用钻头选型方法不受区域限制，克服了常规的依据地质分层或钻井经验进行层位相似判断的不足，不仅适用于PDC钻头选型，也适用于牙轮钻头选型。应用该方法对某新探区进行了钻头选型。现场试验结果表明，该方法是合理、有效的。     

水射流技术在石油工程中的应用及前景展望

论述了水射流技术在我国石油工程中的研究和应用情况。应用实验方法建立了淹没非自由射流压力及水功率衰减计算模型，建立了以井底获得最大水功率，优选水力参数设计的新方法和新模型。应用瞬态流理论及水声学原理建立了两种谐振腔的基本关系式和结构数学模型。建立了在钻井双向应力作用下，岩石裂纹发展方向模型。介绍了研制的3种新型高效钻头，即加长喷嘴牙轮钻头、自振射流钻头和射流及机械联合破岩钻头。展望了水射流技术在超高压射流钻井、稠油及低渗油藏开采、提高采收率等方面的应用前景。     

利用岩石三轴抗压强度优选PDC钻头

岩石三轴抗压强度是表征地层抗钻性质的重要参数之一，是PDC钻头优选的基础和主要依据。利用测井资料获取地层岩石三轴抗压强度并进行聚类分层处理，建立了PDC钻头切削结构参数与岩石三轴抗压强度之间的定量关系，提出了基于岩石三轴抗压强度的PDC钻头优选方法。通过实例计算得出了311．2mm PDC钻头切削结构参数设计结果。该方法可为现场PDC钻头优选提供必要的理论依据，具有一定的实用性。     

用边界单元法分析井底流场

在设计和使用牙轮钻头或ＰＤＣ钻头时，要优选喷嘴的组配，必须了解不同喷嘴配置下井底流场水力分布情况。本文尝试把边界单元法用于分析井底流场水力分布，建立了描述井底漫流速度场的积分方程，给出了采用边界单元法求解井底速度场的数值方法过程，在算例中分析了多喷嘴钻头井底流场的速度分布问题。计算实践表明采用边界单元法可比较简单方便地计算分析多喷嘴井底流场水力分布问题。可用于优选钻头喷嘴组配     

空气冲旋钻井机械钻速仿真算法

钻井机械钻速预测是难题.以前,研究者们常根据现场数据或试验数据,用统计拟合分析方法得出机械钻速的经验或半经验关系式.这些经验或半经验公式包括一些很难确定的系数准确性和可靠性差.为此,作者结合三牙轮钻头有关的理论,建立了空气冲旋钻井钻头的真实数学模型、真实井底模型和钻头牙齿与井底岩石互作用模型,用计算机仿真方法预测出了空气冲旋钻井机械钻速.使用表明,该模型可靠,计算结果与实际机械钻速基本一致,研究成果可用于冲旋钻头改进、优化设计和钻井参数优选.     

地下金属矿山合理产能灰色关联优选

针对某矿山的现实资源情况,运用计算矿山经济寿命的泰勒公式及产能公式确定了矿山的现实合理产能范围,分析确定了体现经济效益、安全状况及矿山可持续发展等相关灰色关联决策目标.根据熵权法及两两对比法计算获得目标权重,采用综合集成赋权法确定了更为合理的权重系数,最后运用灰色关联决策对矿山合理产能方案进行了优选,优选结果可为管理者提供辅助决策,为矿山的安全、高效生产提供技术支持.     

小城镇污水处理工程建设规划的模糊综合评价与选优

小城镇污水处理工程是水环境保护和污染治理工作的重要组成部分,污水处理工程的规划是工程建设的重要环节.在小城镇污水处理工程优选过程中,模糊综合评价法为不同影响因子的优化组合发挥了很好的理论指导意义.通过定量化分析建立的小城镇12个评判因子综合决策模型与实际系统较吻合,计算结果能基本反映实际情况.     

对孕镶金刚石钻头磨损规律的探讨——钻头内径磨损常大于外径磨损的原因

钻头内缘磨损经常大于外缘的原因，是由于钻头内缘负担大于外缘负担造成的．作者计算出水口宽度、钻头内外径差对钻头胎块内外缘负担差的影响，并对于各种类型钻头，推荐了合理的水口数及水口宽度，以减少钻头内外缘的磨损差．     

喷嘴倾角对PDC钻头齿水射流清洗力影响的实验研究

为了对PDC钻头水力结构及参数进行优化设计和优选,对不同喷嘴倾角下水射流钻头齿清洗力的影响进行了实验研究.实验装置的测量杆件是根据悬壁梁原理设计的.用均布于模拟钻头刀翼上的五根测杆,可以测出水射流对模拟钻头齿上的水力清洗力.实验结果表明,一般情况下.水射流对各测杆的清洗力随喷嘴倾角的增大而增大.倾角一定时,靠近喷嘴出口的测杆受力较大.钻头外缘上的测杆受力较小.     

利用岩屑波速随钻检测地层可钻性及优选钻头类型

研制了随钻测量钻井岩屑声波速度的便携式钻屑波速测试系统,并对岩屑波速进行了测试,建立了岩屑波速与可钻性级值的关系模型。利用该模型,可随钻标定地层的可钻性级值。对数百只钻头的使用资料进行了统计分析,建立了钻头类型与地层可钻性级值的对应关系。根据地层可钻性的随钻标定结果及变化趋势,利用钻头类型与地层可钻性级值的对应关系,即可优选出适合于待钻井段的钻头类型。在DW 1井上进行了钻头优选现场试验,证明该方法是有效的。     

王家岗地区盐膏层钻井技术

根据王家岗地区盐膏层的特点,从优化井身结构、优选钻头类型、优选钻井参数及选择合理的钻井液体系等多个方面,研究和总结了一套适应该地区的盐膏层钻井技术．解决了井漏与井涌的难题,解决了复杂地层的井壁失稳问题,大大减少了事故的发生,有效地保护了油气层．提高了钻井速度,达到了安全、高效的良好效果。     

底部钻具组合造斜率预测新方法

基于钻头与地层相互作用模型及钻进趋势评价指标,提出一种底部钻具组合造斜率预测的新方法——平衡趋势法,认为底部钻具组合的造斜率应与钻进趋势角为零时的井眼曲率相等。结合钻具组合受力分析模型和钻头与地层相互作用模型,推导出钻进趋势角的计算表达式,建立平衡趋势法求解底部钻具组合造斜率的计算方法。实例验证表明,该方法具有较高的计算精度,能够实现钻头和地层的各向异性、地层倾角及倾向等各种因素对底部钻具组合造斜率的定量评价,为今后底部钻具结构的合理配置以及钻井参数的优选提供有力的理论依据和分析手段。     

流道形状对PDC钻头头部流场影响的数值模拟

利用计算流体力学对两种不同流道形状的PDC钻头头部的三维流场进行了数值模拟.流场的网格划分采用混合网格形式,保证了计算精度和计算速度的要求.对两种钻头模拟结果表明,流道形状的改变对钻头流场存在较为明显的影响.通过对钻头表面和流场中截面的静压云图和速度矢量图的对比分析表明,改变了流道形状的钻头2的流场明显优于钻头1的流场,且模拟结果得到了实验的验证.     

鄂尔多斯盆地气井优选PDC钻头技术

在现今的石油开采中,如何提高生产效率,降低生产成本,是大家比较关注的一个热点问题。本文介绍了华北油田公司在鄂尔多斯盆地的生产中,通过把钻头参数与当地地层情况相结合而得到的优选PDC钻头技术。通过优选钻头,大大提高了生产效率,降低了生产成本,此技术值得得到广泛推广。     

PDC钻头几何学研究

本文系统地研究了PDC钻头各几何结构参数之间的关系,在不作几何假设和简化的情况下导出了PDC钻头几何学基本方程式,它可直接用于PDC钻头运动学、切削力学研究和钻头设计中,避免了由几何假设和简化带来的计算误差。     

地层力计算新模型

定量计算钻头与地层之间的作用力对井眼轨迹控制具有重要意义.由三维钻速方程出发,根据钻头合位移方向即为其运动方向的思想,推导出了计算地层力的新模型.该模型综合考虑了地层和钻头的各向异性以及钻头转角的影响,它不受稳斜稳方位条件的限制,是现有地层力模型的补充和扩展.研究结果表明,钻头各向异性和钻头转角对地层力均有影响,把钻头当作各向同性处理时,计算出的地层力比实际钻头条件下要小;在井眼方位和地层下倾方位之间夹角不同条件下,不考虑钻头转角的影响,地层力会略高或略低于考虑转角的情况.由于钻头转角对地层力的影响很小,计算地层力时可以忽略.     

利用岩屑波速随钻检测地层可钻性及优选钻头类型

研制了随钻测量钻井岩屑声波速度的便携式钻屑波速测试系统，并对岩屑波速进行了测试，建立了岩屑波速与可钻性级值的关系模型。利用该模型，可随钻标定地层的可钻性级值。对数百只钻头的使用资料进行了统计分析，建立了钻头类型与地层可钻性级值的对应关系。根据地层可钻性的随钻标定结果及变化趋势，利用钻头类型与地层可钻性级值的对应关系，即可优选出适合于待钻井段的钻头类型。在DW-1井上进行了钻头优选现场试验，证明该方法是有效的。