环脊式PDC钻头破岩机理实验研究

论文摘要

环脊式PDC钻头是一种采用不连续布齿原理在井底形成易破碎岩石环脊的钻头技术新思想。在不同岩性、不同岩脊尺寸等条件下,开展了针对岩脊的牙轮牙齿的单齿静压和PDC齿刮切破岩单元实验,以及针对平整表面岩石的对比实验;设计制造了全尺寸可变参数实验钻头,并进行了环脊式PDC钻头与常规PDC钻头的室内钻岩对比实验。实验研究结果表明:与平整岩样的实验相比,牙轮牙齿和PDC齿在岩脊上的切削破碎载荷和破碎比功均显著降低;在全尺寸钻头钻岩实验中,与同等布齿密度条件下的常规PDC钻头相比,环脊式钻头的破岩比功显著降低,破岩效率明显提高;环脊式PDC钻头在钻进过程中有明显的体积性破碎现象,岩屑的尺寸或粒度显著增大,有利于地质录井。

论文目录

• 0 引言
• 1 环脊式钻头的结构特点与工作原理
• 2 单齿破岩实验
•   2.1 静压破碎实验
•     2.1.1 实验设备与岩样
•     2.1.2 实验原理及方法
•     2.1.3 实验结果与分析
•   2.2 刮切破碎实验
•     2.2.1 实验设备与岩样
•     2.2.2 实验原理及方法
•     2.2.3 实验结果与分析
• 3 环脊式PDC钻头室内实验
•   3.1 试验钻头的设计
•   3.2 环脊式试验PDC钻头台架实验
•     3.2.1 实验设备与岩样
•     3.2.2 实验原理与方法
•     3.2.3 实验结果与分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨迎新,胡浩然,黄奎林,谢宗亮,于洪波

关键词: 钻头,井底岩石,环脊,破岩机理,岩屑

来源: 地下空间与工程学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 西南石油大学机电工程学院,油气钻井技术国家工程实验室钻头研究室,中国石油长城钻探工程有限公司

基金: 国家自然科学基金(51504209,51374176),中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目(2016A-4801)

分类号: TE921.1;TE21

页码: 1451-1460

总页数: 10

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