液动冲击钻井技术发展与应用现状

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1、石油机械2014年第42卷第6期CHINAPETR0LEUMMACHINERY●钻井技术与装备液动冲击钻井技术发展与应用现状付加胜，李根生田守增史怀忠(1．中国石油集团钻井工程技术研究院2．中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室)摘要：冲击钻井比传统钻井或者金刚石钻井的机械钻速高，特别是在硬质地层能大幅提高机械钻速。在介绍冲击钻井技术特点的基础上，分析了国内外冲击钻井技术的研究进展和应用情况，对国产液动射流式冲击器、射吸式冲击器和阀式冲击器的结构特点和性能参数进行了对比分析。指出阀式液动冲击器在井下的工作寿命和稳定性有待提高，射流式冲击器的工作压降有待降低。最后提出冲击器的

2、2个研制方向：一是高频率、小单次冲击功；二是低频率、大单次冲击功。关键词：冲击器；冲击钻井；机械钻速；研究进展；应用现状中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．06．001TheCurrentDevelopmentandApplicationofHydraulicPercussionDrillingTechnologyFuJiasheng·LiGenshengTianShoucengShiHuaizhong(1．DrillingResearchInstitute，CNPC2．StateKeyLaboratoryofPet

3、roleumResourceandProspecting，ChinaUniversityofPetro—leum，Belting)Abstract：ThepercussiondrillinghasafasterROPthandrillingwithconventionalbitsorwithdiamondbit，andcansignificantlyimprovetheROPespeciallyindrillinghardlayers．Basedontheintroductionoftechnicalfea—tureofthepercussiondrilling，theresearc

4、hprogressandapplicationofimpactdrillingtechnologybothindomesticandforeignareanalyzed．Thestructuralfeaturesandperformanceofdomestichydraulicjethammer，jetdrawhammerandvalveactuatedhammerarecontrastivelyanalyzed．Itispointedoutthattheworkinglifeandstabilityofhydraulicvalveactuatedhammerneedtobeimpr

5、oved，andthepressuredropofhydraulicjethammerneedtobere-duced．Thereexisttworesearchdirections，oneishighfrequencyhammerwithsmallsingleimpactingenergyandanotherislowfrequencyhammerwithlargesingleimpactingenergy．Keywords：hammer；percussiondrilling；ROP；researchprogress；applicationstatus备受油气钻井行业的关注。钻头在

6、冲击动载作用下0引言破碎岩石，旋冲钻井则在冲击钻井的基础上加上钻头旋转作用剪切破碎岩石。冲击钻井的机械钻速一据估计，美国在硬质地层钻井领域每年花费约般比旋转钻井高2～3倍，且冲击钻井能有效降低12亿美元，如果在钻头合理寿命内，硬质地层中钻井成本，缩短钻井时间。的机械钻速能够提高1倍，则能节约费用(2～6)20世纪50至60年代冲击钻井技术得到了快亿美元。速发展，有关研究人员进行了冲击钻井原理试验研冲击钻井技术一直成功应用于地层相对较浅的究和一些单井现场应用。在20世纪80年代以前，固体矿物勘探开发中，能有效提高钻进效率，从而冲击钻井技术未见大规模的现场应用报道，这主要$基金项目：国家

7、重点基础研究发展计划(973计划)项目“深井复杂地层安全高效钻井基础研究”(2010CB226700)；国家科技重大专项“复杂结构井优化设计与控制关键技术”(2011ZX05009—005)。石油机械2014年第42卷第6期是因为冲击器频繁的机械故障以及经济效益的不确积和供给压力)等，经济上能接受的最优机械钻定性。从20世纪90年代开始，石油钻井越来越速更在于现场实际应用，而不是理论验证；深，岩石强度也随着井深的增加越来越硬，冲击器(2)冲击器切削齿易泥包