吸振式井下液压脉冲发生装置.pdf

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1、石油勘探与开发6182014年10月PETROLEUMEXPLORAT10NANDDEVELOPMENTVl01．4lNo．5文章编号：1000-0747(2014)05—0618—05DOI：10．11698／PED．2014．05．15吸振式井下液压脉冲发生装置管志川，张洪宁，张伟2，刘永旺，梁德阳(1．中国石油大学(华东)石油工程学院；2．西部钻探克拉玛依钻井公司)基金项目：国家科技重大专项“西部山前复杂地层安全快速钻井技术”(2011ZX05021．001)；国家重点基础研究发展计划(973)项目“深井复杂地层钻井设计平台与风险控制机制”(2010CB226706)摘要：

2、为了提高钻井过程中井底钻井液能量及其利用效率，设计了吸振式井下液压脉冲发生装置，建立了装置的仿真模型并进行了仿真分析，对装置的性能进行了现场测试。基于将钻柱振动能量转化为井底钻井液液压的思路，设计了吸振式井下液压脉冲发生装置的结构并分析了其工作原理，在此基础上建立了装置的仿真模型。仿真分析结果表明：该装置可调制出较高幅值的井底脉冲压力，产生高出常规钻进喷嘴压降2～6MPa的射流压力，且通过优选钻井液排量和钻头喷嘴当量直径可提高脉冲压力幅值。现场试验结果表明：与常规钻进相比，该装置可大幅提高钻进速度，有效延长钻头使用寿命；装置性能稳定、使用寿命长，可满足现场钻井施工要求。图5表3参

3、13关键词：钻井；钻柱振动；井底液压；脉冲射流；仿真分析；机械钻速中图分类号：TE21文献标识码：AEquipmentandtechniqueforimprovingpenetrationratebythetransformationofdrillstringvibrationtohydraulicpulsatingjetGuanZhichuan，ZhangHongning，ZhangWei，LiuYongwang，LiangDeyang(1．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao26658

4、0，China；2．DrillingCompanyofWestDrillingCorp．ofCNPC，Kelamayi834009，China)Abstract：Toimprovethedown—holedrillingfluidenergyanditsutilizationeficiency,adrillings~ingabsorptionandhydraulicpulsedjetgeneratorwasdesigned，itssimulationmodelwasestablishedandsimulationanalysiswasconducted，anditsperform

5、ancewastestedinfieldapplication．Basedontheideaoftranslatingtheenergyofthedrillstringvibrationintohighpressurehydraulicpulsatingjetenergy,thestructureofthedevicewasdesignedanditsworkingprinciplewasanalyzed，andthenitssimulationmodelwasestablished．Thesimulationanalysisresultsdemonstratethatthede

6、vicecanproducethejetpressure2to6MPahigherthanthenozzlepressuredropinconventionaldrilling．Fieldtestresultsshowthatthedevicecanimprovethedrillingspeedsignificantlyandextendtheservicelifeofthebitefectively；thedeviceitselfhassteadyperformanceandlongservicelife，andcansarisfythedrillingrequirements

7、．Keywords：drilling；drillingstringvibration；down—holefluidpressure；pulsatingjet；simulationanalysis；penetrationrateO引言流时，会在钻杆内产生较大的水击压力冲击波，工具自身寿命无法保证，还会造成地面设备及压力管汇的提高钻井机械钻速对于加快深层油气资源的勘探损坏。若能引入井底其他能量源，既可增加井底钻井开发至关重要。导致深井超深井机械钻速较慢的因素液的能量，也可有效避免水击