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题名基于分区法的扩眼器刀翼布齿优化研究
被引量:5
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作者
张全立
曹通
侯福祥
喻开安
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机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2021年第4期44-50,共7页
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基金
中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“自动化与高效钻完井新装备新工具研制”(2019B-4009)。
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文摘
扩眼器在破岩时,刀翼处受力不均会产生不平衡侧向力,引起井下钻具振动,影响井眼质量和钻具使用寿命,对扩眼作业造成不利影响。为了准确分析井底形状和刀翼切削受力的变化,提出分区法来分析扩眼器刀翼的切削过程。基于分区法,扩眼器旋转切削一圈的过程可以分为几个不同的切削阶段,每个切削阶段对应一组切削参数。借鉴PDC钻头的受力模型,建立了以扩眼器全阶段侧向力最小为目标,以各个切削齿后倾角为优化变量的多目标优化模型。利用非支配排序遗传算法2 (NSGA-Ⅱ)对优化模型进行求解,得到最优Pareto解集,利用模糊综合评价法对Pareto解集中的个体解进行评价,并从中选取最优个体解。以三刀翼扩眼器为例进行了布齿优化设计,优化结果表明,基于分区法的布齿优化方法可以有效减小每个切削阶段的侧向力,且保证了各个阶段的侧向力与钻压比值都在5%以内,从而实现扩眼器全切削阶段的侧向力平衡。研究结果对扩眼器的设计具有一定的指导意义。
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关键词
扩眼器
布齿优化
侧向力
分区法
多目标优化
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Keywords
reamer
cutter layout optimization
lateral force
zoning method
multi-objective optimization
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分类号
TE921
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名基于遗传算法的PDC钻头优化布齿MATLAB实现
被引量:1
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作者
涂小芳
朱伟鑫
陈鹏
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机构
江西飞龙钻头制造有限公司
宜春学院
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出处
《宜春学院学报》
2008年第4期53-53,共1页
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文摘
本文提出了一种PDC钻头优化布齿的方法:在PDC钻头几何学的基础上,根据PDC钻头两个工作角的数学模型建立了优化目标函数,采用遗传算法,在MATLAB上实现了PDC钻头优化布齿。此法应用在老钻头结构改进能有效提高钻头的钻速。
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关键词
遗传算法
PDC钻头
优化布齿
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分类号
TG702
[金属学及工艺—刀具与模具]
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题名砾石层异型齿PDC钻头的设计及现场试验
被引量:3
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作者
颜辉
李宁
阳君奇
陈龙
唐彭伟
江加国
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机构
中国石油塔里木油田分公司
深圳格瑞鼎新能源科技发展有限公司
中国石油渤海钻探工程有限公司库尔勒分公司
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出处
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2023年第3期9-15,共7页
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基金
中国石油塔里木油田科技项目“库车山前钻井提速提效技术攻关与试验”(编号:T202115)资助。
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文摘
塔里木盆地库车山前盐上砾石层发育,砾石含量高、粒径大、抗压强度高,地层可钻性差,钻速慢,井下复杂多。为此,文章针对山前盐上大段砾石层进行了地层砾石层特征和钻头失效模式分析,并在此基础上进行了PDC钻头的异型齿结构设计、优化布齿及冠部形状等设计,形成抗冲击、强攻击性的异型齿PDC钻头设计方案,从而提高了PDC钻头的抗冲击、抗涡动及破岩效率,有效扩大钻头在砾石层中的适用范围。钻头在山前高含砾地层进行了现场试验,取得了优异的应用效果,单只钻头平均进尺达到530 m,平均机械钻速达到4.28 m/h,同比邻井在该地层钻井效果最好的10只PDC钻头的单只钻头进尺提高了42%,平均机械钻速提高了52%,成功解决了塔里木盆地库车山前盐上砾石层钻井的低机械钻速及短进尺的问题。
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关键词
塔里木盆地
山前构造
砾石层
PDC钻头
异型齿结构
优化布齿
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Keywords
Tarim Basin
Piedmont structure
gravel layer
PDC bit
special-shaped cutter
tooth layout
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分类号
TE2
[石油与天然气工程—油气井工程]
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