粒子冲击钻井技术研究进展及关键问题.pdf

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1、43卷石油矿场机械第7期第2O页0ILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001—3482(2014)07—0020—06粒子冲击钻井技术研究进展及关键问题任福深-一，马若虚，程晓泽。，王宝金(1．东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318；2．中国石油渤海钻探工程有限公司，天津3004573．中国石油天然气集团公司，北京100724)摘要：粒子冲击钻井技术利用钻井液的水力动力携带高速球形颗粒冲击坚硬和弱研磨性岩石，并通过钻井液的循环携带出井底粒子，是目前世界上很有发展潜力的深井和超深井坚硬地层的钻探技术。阐述了高效破岩技术现状；重点介绍了

2、粒子冲击钻井技术的发展背景；总结了国内外粒子冲击钻井技术现有的研究成果；分析了粒子冲击钻井工艺的关键技术、工作原理和工作特点；阐明了该技术的技术难点，并结合国内实际情况，提出了粒子冲击钻井技术未来的发展趋势和攻关方向，为国内该技术的研究提供参考。关键词：粒子冲击钻井；PID钻头；深井；超深井；硬地层中图分类号：TE921．2文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—3482．2014．07．006ResearchProgressandKeyProblemsofParticleImpactDrillingTechnologyRENFu—s

3、hen’．MARuo—XU。CHENGXiao—ze'。，WANGBao—jin(1．SchoolofMechanicalScienceandEngineering，NortheastUniversityofPetroleum，Daqing163318，China；2．CNPCBohaiDrillingEngineeringCompanyLimited，Tianjin300457，China；3．ChinaNationalPetroleumCorporation，Beijing100724，China)Abstract：Thepurposeofpartic

4、lesimpactdrillingtechnologyistoincreasetherateofpenetrationwhendrillingextra—hardandstrong—abrasiverocks．Thetechnologymakesabigbreakthroughontraditionalrock—breakingmodetobecometheworld’Smostpotentialdrillingtechnologyfordeepwellsandultra—deepwel1．Thebasicthreepartsofthetechnology

5、，itsworkprincipleandthekeyfeaturesareintroduced．ByconcludingtheachievementandIntermsoftherealsituationofChina，thedevelopmentdirectionandkeyresearchsubjectsareputup．Keywords：particlesimpactdrilling；PID；deepwells；ultra—deepwell；hardformation随着浅层油气资源的不断枯竭，在深部硬地层本高等难题，直接制约了深井和超深井钻井速度和

6、以及复杂地质条件下寻求油气是目前陆上勘探开发勘探开发的整体效益。据统计：深井、超深井钻井的重要工作。在钻井过程中，地层硬度及其相应的时，硬地层及高研磨性进尺占全井进尺的20，钻钻进难度会随着井深的增加而呈指数形式增加。目井成本却占到了总成本的70。因此，研究深井、前，国内各油田在深井和超深井、硬岩地层钻进中存超深井难钻地层高效钻井的新方法、提高硬地层钻在着钻井速度慢、钻具寿命短、钻井周期长、钻井成井速度是世界公认的钻井难题之一。收稿日期：2014—02—19基金项目：黑龙江省新世纪优秀人才培养计划项目作者简介：任福深(1976一)，男，辽宁辽阳人，副教授，

7、主要从事石油矿场机械及其控制理论研究，E—mail：renfushen@126corn。第43卷第7期任福深，等：粒子冲击钻井技术研究进展及关键问题·21·1．6粒子冲击钻井技术1高效破岩技术2002年，美国工程师CurlettHB，SharpDP近几十年来，科研人员为了提高硬地层钻探效和GregoryMA等人受到射弹冲击破岩思想的启率，进行了多方面的研究工作，取得了较多的研究发，突破传统的机械破岩方式，提出了粒子冲击钻井成果。(ParticleImpactDrilling，简称PID)技术[7]。1．1高效高强度钻头2粒子冲击钻井工作原理及关键技术为了提

8、高坚硬、高研磨地层的钻进速度，研发了新型牙轮钻头、潜铸式钻头、多晶