冲击钻井粒子注入系统研究

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1、第34卷第1期石油钻采工艺Vo1．34No．12012年1月0ILDRILL1NG&PR0DUCTIONTECHN0L0GYJan．2012文章编号：1000—7393(2012)01～0001—05冲击钻井粒子注入系统研究徐依吉赵健毛炳坤刘芬(中国石油大学石油工程学院，山东东营257061)引用格式：徐依吉，赵健，毛炳坤，等．冲击钻井粒子注入系统研究[J]．石油钻采工艺，2012，34(1)：1—5．摘要：冲击钻井粒子注入系统是随着粒子冲击钻井技术的提出而发展起来的一套新型粒子注入系统(ParticleIn

2、jectionSystem)，是为了实现粒子的均匀、连续、平稳注入而研制的。该系统能将粒子(钢质粒子)以一定的速率，均匀、连续、平稳地注入到高压钻井液中，通过采用2个粒子注入管交替完成注入粒子和加压排出粒子的过程，利用螺杆挤压泵保证了粒子均匀、平稳地注入到高压钻井管汇中。分析了注入系统的注入原理，完成了关键部分的结构设计，包括粒子举升系统、注入管、螺杆挤压泵等，并通过实验得到了不同压力下节流圈直径与粒子体积分数的关系，为该系统在现场的应用提供了理论和实验依据。关键词：粒子冲击钻井；注入系统；注入管；螺杆挤压泵

3、；结构设计；实验中图分类号：TE922文献标识码：AResearchonparticleinjectionsysteminpercussiondrillingXUHi，ZHA0Jian，MAOBingkun，L1Ufen(CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China)Abstract：ParticleInjectionSystem(PIS)inpercussiondrillingisanewtypeo

4、fparticleinjectionsystemdevelopedwiththetech—nologyofpercussiondrilling．Theparticlescanbei．jectedintothehighpressuredrillingfluidinadesignedrate，uniformly,continuouslyandsecurely．Twoinjectiontubeswereusedinthissystemtoinjectparticlesandpressurizeparticlesto

5、beexcluded．Thetwoprocesseswerecompletedbyturns，ensuringthecontinuousinjectionofparticles．Particlescouldbeinjectedintotheheadpipeinacertainrateuniformlyandstablybythescrewsqeegeepump．Aparticleinjectingprinciplewasputforward，andthestructureofthekeycomponentsw

6、asdesigned，includingparticleliftingsystem，injectiontube，screwsqeegeepump，andSOon．Therelationshipofthrottlediameterandtheparticlevolumepercentageunderdiferentpressurewasobtainedthroughexperiments，whichsuppliedthetheoreticalandexperi—mentalbasisforfieldapplic

7、ations．．Keywords：particlepercussiondrilling；particleinjectionsystem；injectiontube；screwsqeegeepump；structuredesign；experiment粒子冲击钻井(ParticleImpactDrilling，简称PID)井速度的3~4倍，在硬夹层钻进一口井可节省1／3钻破岩是以高速球形硬质钢粒子冲击破岩为主¨J，以高井时间和100万元钻井费用。所以粒子冲击钻井在速水力破岩和机械牙齿破岩为辅的一种新的钻井破高效

8、钻进硬地层中具有巨大的潜力。岩方法。可用于钻探特殊岩层段，特别是因抗压强度笔者分析了粒子注入系统(PIS)的工作原理，设极高而造成钻速下降的硬地层。美国粒子冲击钻井计了注入系统的结构，通过该系统实现了将粒子(钢技术公司在经过室内与现场试验，证实粒子冲击钻井质粒子)以一定的速率，均匀、连续、平稳地注入到高大幅度地提高了能量的利用率，其钻速可达到常规钻压钻井液中。基金项目：中石油“十一五”科技攻关项目“