双柱塞式粒子冲击钻井注入系统设计

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1、石油机械2013年第41卷第3期CHINAPETROLEUMMACHINERY●钻井技术与装备双柱塞式粒子冲击钻井注入系统设计徐依吉廖坤龙靳纪军刘其虎孙永兴(1．中国石油大学(华东)石油工程学院2．川庆钻探钻采工程技术研究院)摘要i粒子注入系统是粒子冲击钻井的核心组成部分，其设计的好坏关系着粒子注入的稳定性与均匀性，直接影响冲击破岩效果。粒子注入系统经过2代发展，其注入效果得到了很大提高，注入系统的使用寿命得到了延长。目前该系统的主要问题是成本过高，难以在钻井行业广泛应用。鉴于此，提出了双柱塞式粒子冲击钻井注入系统的概念，分析了注入系统的原理、特点、组成及工作流程，对

2、注入管的强度、尺寸及可靠性进行了设计和分析校核；提出了粒子注入系统顺序阀的概念，并对其结构和工作流程进行了分析，对其密封结构进行了初步设计。关键词：双柱塞；粒子；冲击钻井；注入系统；顺序阀；混合浆体；高压钻井液中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．03．002DesignoftheInjectionSystemforDoublePlungerParticleImpactDrillingXuYijiLiaoKunlongJinJijunLiuQihuSunYongxing(1．CollegeofPetro

3、leumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，DongyinCity2．ResearchInstituteofDrillingandProduc—tionEngineeringTechnology，CCDC)Abstract：Theparticleinjectionsystemisthekeycomponentpartofparticleimpactdrilling．Itsdesignrelatestothestabilityandevennessofparticleinjection，directlyinfluencingth

4、eeffectofimpactrock—breaking．Theinjectioneffecthasbeenimprovedremarkablythroughtwogenerationsofdevelopmentofparticleinjectionsystemandtheservicelifeofthesystemhasbeenlengthened．Currentlythemainproblemswiththesystemincludehighcostanddificultyofitsextensivespreadindrillingindustry．Therefo

5、re，theconceptofthedoubleplungerparticleinjectionsystemwasformulated．Theprinciple，feature，compositionandoperatingprocedureofthesystemwereana-lyzed．Thestrength，dimensionsandreliabilityofinjectiontubeweredesigned，analyzedandverified．Theconceptofthesequencevalveoftheparticleinjectionsystemw

6、asformulated，analyzingitsstructureandoperatingproce—dure．Theinitialdesignofitssealingstructurewasconducted．Keywords：doubleplunger；particle；impactdrilling；injectionsystem；sequencevalve；mixedslurry；highpressuredrillingfluid速低、钻井周期长、成本高等问题，制约着深井和0引言超深井的钻井速度。为此，应建立一套适应于高研磨性、高硬地层的新型钻井技术，以提高油

7、田勘探如何提高深井硬地层及超硬地层的钻井速度是开发的整体效益，其中利用水力能量与机械能量联当前石油钻井工艺亟待解决的问题之一。影响硬地合破岩来提高深井钻速是一个有效途径。层钻井速度的因素较多，岩石硬度大、研磨性强、目前，国内外为提高深井、超深井硬地层钻速可钻性差及井斜等都会导致在硬地层钻井过程中钻提出了许多新的钻井技术，粒子冲击钻井技术经过基金项目：中国石油天然气集团公司“十一五”科技攻关项目“粒子冲击钻井技术研究”(2008A一2301、2010A一4201)；山东省自然科学基金重点项目“粒子冲击钻井技术理论及关键技术研究”(ZR2OIOEZO04