PDC钻头磨损监测新方法研究

该文通过结合机械比能理论和钻速方程提出了一种新的钻头磨损监测方法，该方法综合考虑了机械比能模型和钻速方程模型，能有效地确定钻头在井下的磨损状况。该文通过中石化国际工程有限公司在阿尔及利亚打钻的MKT-1井进行了钻头磨损分级的计算，计算结果与实测数据基本一致，证明该方法的科学性，对提高钻井效率具有一定的指导意义。     

川西中江区块水平井钻井技术

中江区块水平井具有地层稳定性差、轨迹控制难度大、压力系数高等特点。通过分析其地层特点和钻井难点,开展技术攻关和在江沙3-1HF、江沙24-1HF、江沙21-8HF等水平井的钻井实践,确定了该区块水平井直井段、定向段和水平段的钻井工艺技术,形成了中江区块水平井钻头优选、轨迹控制等工艺技术,为川西地区水平井的钻井提速奠定了良好基础。     

模拟地层条件的岩石抗钻特性

可钻性级值及单轴抗压强度不能全面、客观分析地层条件下岩石抗钻特性,而利用三轴抗压强度指导钻头选型及钻速预测又受到缺乏连续地层强度特性剖面的制约。针对这一问题,基于模拟地层条件的三轴抗压强度实验、波速实验及微钻头可钻性实验,通过多元回归分析,分别建立了三轴抗压强度、可钻性级值多因素关系模型。在此基础上,利用测井资料建立了抗钻特性参数连续剖面,揭示了抗压强度分层规律。俄罗斯远东鄂霍次克海域V区块实例研究表明:以三轴抗压强度为基础的PDC钻头优化设计取得了钻井提速显著、钻头寿命明显延长的综合效果。     

长圆形出口喷嘴射流特性的实验研究

在研究矩形出口喷嘴射流的基础上，对长圆形出口喷嘴的射流特性进行了室内实验研究。结果表明，长圆形喷嘴射流在短轴剖面上的扩散角比在长轴剖面上大，随喷距的增大，其横向截面将逐渐变为圆形。长圆形喷嘴的流量系数大于同样结构特征的矩形喷嘴，其射流的轴心动压力衰减以及横向动压力梯度分布规律与矩形喷嘴射流相似。随喷距增加，长圆形喷嘴的轴心动压力衰减比矩形喷嘴衰减慢。在钻头上使用的长圆形喷嘴的最佳无因次喷距应在无因     

自激振荡结构射流喷管内水声学特性研究

利用流体瞬变流和水声学理论建立了喷管内水声学特性的特征议程，并给出了数值解，分析了外界扰动波在喷管内的传播规律，为优化设计喷管结构和实现无源控制射液流场提供了理论依据，计算结果表明，在钻头体有限空间内安装自激振荡结构射流喷管，管子阶数不宜超过２，喷管管出口直径最好在３－７ｍｍ内。     

钻头切削力动态测试系统试验研究

研制了一套由微机控制的高速数据采集系统,用于洲试钻头破岩过程中切削齿上所受切削力的瞬态变化规律.为了提高系统的测试速度及精度,采用三路A/D通道并行工作,并配有通道自动切换及数据自动输出逻辑,数据传输采用DMA方式.该系统可同时测8个切削齿,经单齿模拟测试,测试结果正确反映了切削齿切削力的变化规律.     

胎体与钢体PDC钻头结构参数的相互转换

在ＰＤＣ钻头几何学研究的基础上,以保持切削齿工作面的空间方位不变为前提,建立了胎体和钢体两类ＰＤＣ钻头结构参数互相转换的数学关系,并编制了相应的计算机程序。利用此程序可以准确地实现胎体ＰＤＣ钻头和钢体ＰＤＣ钻头结构参数之间的相互转换,使两类ＰＤＣ钻头的设计计算过程和设计软件能够完全兼容。这对于ＰＤＣ钻头设计具有重要的理论指导意义和实际应用价值。     

钻削过程声发射信号模型的理论研究

分析钻削过程中钻头的磨损形式和声发射源及其数学模型。方法用声发射信号与钻削过程的理论关系,研究钻削过程中各塑性变形区的塑性功功率数学表达式。     

PDC钻头钻井时的地质分层方法

使用ＰＤＣ钻头钻井时,岩屑破碎得很细,通过岩屑录井来判断地层岩性十分困难。对ＰＤＣ钻头切削刃进行了受力平衡分析,建立了地层识别因子与钻井操作参数、钻头结构参数的关系模型。根据已钻井的录井、测井、地质资料提取地层变化规律,利用随钻录井数据预测了地层岩性。编制了相应的地质分层软件,并进行了实例预测。预测结果与测井解释结果比较,符合率为６５％～７０％,说明该预测方法具有一定的有效性和实用性。