现代涡轮钻具结构性能

对目前涡轮钻具的发展方向和国内外各种涡轮钻具的结构，性能进行了综合论述，对小级高涡轮级的试验结果进行了分析。     

基于奇点分布法的涡轮钻具叶型设计

在高速及小直径涡轮钻具的叶型设计中,采用常规方法难得到令人满意的叶型,而采用奇点分布法来设计涡轮钻具叶型是值得尝试的。根据奇点分布法的设计流程,首先计算了涡轮钻具叶栅的叶片数、绕翼型环量、无穷远处均匀来流速度。其次,选取环量密度分布规律,设计了涡轮钻具的叶型骨线,并采用六次多项式对叶型骨线进行光滑。再次,根据翼型库中翼型的表达方式,研究了沿叶型骨线加厚叶型的方法,得到了有厚叶型,并确定了厚度圆与叶片吸力面和压力面型线的切点计算方法,提供了叶片在制造时的必需坐标点。最后,根据工程数据,设计了某型涡轮钻具的叶型,采用CFD软件对其叶型进行了流场仿真。仿真结果表明叶型性能优良,证明了奇点分布法在涡轮钻具叶型设计中的可行性,特别是对设计高速涡轮钻具更是一种行之有效的方法。     

涡轮钻具新型叶片型线研究及其计算机辅助设计

分析了液体在涡轮钻具叶片表面流动规律,得出高效率涡轮钻具叶片型线设计应该满足的必要条件.由此提出了一种满足条件的叶片型线模型,并根据叶片的几何关系给出了数学模型的求解方法,为提高现有涡轮钻具的工作效率提供了一种参考叶型.并应用Pro/E进行了三维特征建模,基于这种参数化的模型,直接和高级语言编写的应用程序接口,可实现自动修改实体特征.在此基础上,编制了涡轮钻具叶片设计软件,实现了涡轮钻具叶片的自动设计,提高了涡轮钻具的设计质量和设计效率.     

涡轮钻具支承节的结构分析

支承节是涡轮钻具的重要组成部分,也是其最脆弱的部分。它主要由主轴、壳体、轴承和花键轴四大部分组成。本文先简要介绍了涡轮钻具的工作原理和组成部分,并通过比较分析,确定了一种适合涡轮钻具支承节工作环境的推力轴承,最后重点对涡轮钻具支承节的主要组成部分进行了结构上的分析和设计,旨在为其后续的研究工作提供参考和借鉴。     

TRM涡轮钻具在方13井的试验研究

大庆外围地层硬度高、研磨性强,钻井速度慢,为了钻井提速,在宝一段地层采用俄罗斯钻井研究院生产的TRM减速涡轮钻具进行提速试验,本文简单介绍了TRM减速涡轮钻具及参数,并对试验结果进行了分析和效果对比。     

涡轮钻井技术的新进展

随着钻井工艺的发展和钻头技术的进步 ,涡轮钻具在配合新型金刚石钻头、高速牙轮钻头钻井以及在定向井、水平井、大斜度井钻井领域的应用效果显著。论述了涡轮钻井的最新技术成果 ,概括了近年来涡轮钻具的发展特点 ;提出了涡轮钻具在性能和结构上的改进措施 ,以提高钻具的寿命 ,并使其能满足不同类型钻头和不同钻井工艺的要求。同时对我国涡轮钻井技术的应用现状进行了分析 ,提出应在低压降、大扭矩、能满足不同使用要求的新型涡轮钻具、提高钻具寿命 ,改善钻井条件 ,完善钻井工艺等方面加强研究。     

涡轮钻井技术的新进展

随着钻井工艺的发展和钻头技术的进步,涡轮钻具在配合新型金刚石钻头、高速牙轮钻头钻井以及在定向井、水平井、大斜度井钻井领域的应用效果显著。论述了涡轮钻井的最新技术成果,概括了近年来涡轮钻具的发展特点;提出了涡轮钻具在性能和结构上的改进措施,以提高钻具的帮助,并使其能满足不同类型钻头和不同钻井工艺的要求。同时对我国涡轮钻井技术的应用现状进行了分析,提出应在低压降、大扭矩、能满足不同使用要求的新型涡轮钻具、提高钻具寿命,改善钻井条件,完善钻井工艺等方面加强研究。     

国内外减速涡轮钻具的发展现状

叙述国内外减速涡轮钻具的发展以及为了降低钻井成本，增加钻井公司参与国内外竞争的能力，根据国内外最新钻井技术信息，缩短涡轮钻具长度，发展新型低转速、低压降、高扭矩减速涡轮钻具，配合牙轮钻头和PDC钻头钻进，可以降低综合钻井成本，增加钻井公司的技术储备和对外投资能力。     

氟塑料合金高温摩擦学特性的试验研究

在销盘式试验机上对氟塑料合金(F50-1)的高温摩擦学特性进行了试验研究。试验结果表明,在高温(100℃)、大含砂量(3％)的泥浆和高比压(4～6.9N/mm~2)的条件下,氟塑料合金的耐磨性与聚四氟乙烯相近,不适于作涡轮钻具摩擦副。     

连续管小尺寸涡轮钻具三维叶栅设计研究

选用五次多项式法构造出涡轮叶片的多个截面线型,确定截面前后缘圆弧圆心的坐标。利用B样条曲线连接各截面前后缘圆弧圆心的坐标,从而过渡各截面线型,优化设计出一种连续管作业用的小尺寸、高效率三维叶栅涡轮钻具。通过流场数值模拟、水力循环试验两方面分析,验证了采用三维叶栅造型法设计小尺寸涡轮钻具的可行性。分析结果表明,在一定循环排量下,三维叶栅涡轮节理论分析的最高效率为62.88%,水力循环试验测试的最高效率为54.25%,三维叶栅涡轮节水力性能明显提高,提高了工作效率,降低了钻井成本。     

减速涡轮深部防斜打快技术

超深小井眼机械钻速低和井斜控制难度大等问题制约了西部地区深层油气藏的开发。在分析国内外防斜打快技术的研究及应用现状基础上,提出减速涡轮防斜打快技术,并研制小尺寸减速涡轮钻具。现场试验表明:减速涡轮复合钻井技术提速效果明显,与试验井TH12509上下邻井段转盘钻井相比,机械钻速提高90%～150%;与邻井同井段转盘钻井相比,机械钻速提高1.2～1.7倍,井斜角从入井时的2.66°(5.89 km)降至0.33°(6.225 km),为西部超深小井眼防斜打快提供了一种新的技术途径。     

ZJJ－I型钻具静止报警器研制

介绍了一种适用于多种钻机的钻具静止报警器，它能适应野外井场的恶劣环境，能在强震动、强噪声环境下正常工作；并具有适应井场电源电压变化、抗干扰能力强、操作简单、安装方便、工作可靠、效益好、成本低等特点。     

YS型冲击器多功能结构的试验研究

作为当今五大钻探技术之一的液动冲击回转钻探的技术核心是液动冲击器。生产实践证明YS型冲击器是性能优良的液动冲击器。试验研究表明YS型冲击器的有眼阀壳换成无眼阀壳就可改作气动冲击器,这样YS型冲击器配备一个无眼阀壳就成为多功能冲击器,而且这种多功能冲击器的气动性能,接近于其液动性能也接近于同样规格的气动冲击器的性能。     

涡轮钻井技术发展现状

本文概括了涡轮钻具和涡轮钻井技术的当代成就和发展前景。石油与天然气钻井正由陆地浅层向深层位及近海区发展,定向井、丛式井钻井日益普遍。在开发应用新技术方面,耐高转速、长寿命的PDC钻头和传递高质量信息的随钻随测技术日益普及。所有这些都为发展高速大功率井下动力涡轮钻井和连续控制井眼轨迹定向钻井技术提供了必要性和可能性。目前,涡轮/PDC钻井经济效益显著。“可控直井涡轮钻具井下控制造斜”为连续控制井眼轨迹定向钻井提供了理想的方法,不仅大大增加了定向钻井速度,降低了每米钻井成本,而且为优化钻井和实现钻井作业自动化创造了良好的条件。     

水平井段环空携岩的实验研究

用室内实验的方法对水平井段偏心环空中的岩屑携带问题进行了研究.着重探讨了环空返速、钻井液流变性能及钻柱偏心度等参数对携岩效果的影响.结果表明,在钻进过程中,水平井段形成岩屑床是难以避免的.环空返速及钻井液的流变参数增大,可降低环空内岩屑的总浓度.偏心度增加,会使环空内清洁程度变差.不同流体的携岩效果也不同.聚丙烯酰胺水溶液的携岩效果较好,清水的携岩效果最差.改善钻井液流变性能及加强水力清洗是解决水平井段环空携岩问题的两个重要途径.     

水平井钻井合理环空返速的确定方法

根据我国水平井钻井水力参数设计与施工中存在的问题，提出了以有效携岩为目的来确定水平井三个洗井区合理环空返速的方法．在第一洗井区，利用垂直二相流控制方程式作为依据来确定用于安全携岩的环空返速；在第二洗井区，采用环空止动返速作为合理的环空返速，并对影响环空止动返速的诸因素进行了分析，在第三洗井区，运用理论研究成果提出了确定合理环空返速的一般步骤，最后利用本文所述方法列举了一口水平井水力参数的设计实例．     

深井钻探系统分析与科学管理

本文针对我国现场深探井中正试行的管理方法进行了分析与讨论:系统地介绍了钻探中国内外正推行的各种承包办法,并作出了经济评价。对以日费制形式承包的深探井科学管理方法进行了初步探讨,建立了管理模式。     

钻井液滤饼强度实验方法的建立

在理论推导的基础上.研制了一种钻井液滤饼强度测试仪,并确定了评价钻井液滤饼强度的两个指标.实验初步证实了理论推导的正确性和实验方法的可行性.     

两个不准确条件下的水平井轨道设计

目标垂深的不准确和工具造斜率的不准确,在水平井钻井中是普遍存在的.这使水平井井眼准确进入目标窗口的难度大大增加,甚至导致脱靶.本文按照这两个不准确是否存在。提出四种组合情况,并针对每种组合情况提出解决不准确问题的基本思路和方法.研究表明,用对应于最低造斜率的曲率半径和窗底可能滞后的最大垂深来计算第一造斜点的垂深和窗心水平位移;采用双增轨道,设计出最佳稳斜角,在钻进中及时发现标志层或油层顶界面等方法,可以解决两个不准确问题.本文推导了整套设计的计算公式.并给出了算例.     

钻柱振动失稳突变模型的研究

根据Ｍ．Ｍ．Ｋｈａｓａｎｏｗ所建立的涡轮枢轴非线性震动的数学模型，利用当前非线性科学领域的研究成果，进一步给出了钻柱振动失稳尖点的突变模型。并求得了发生失稳的临界点和条件，对揭示钻井过程中动力失稳的现象具有一定的参考价值。