钻机盘式刹车系统钻进特性分析

从分析刹车系统在钻进作业中的作用入手 ,研究了以盘式刹车为主刹车的钻机刹车系统的钻进工作特性。叙述了盘式刹车单独实施钻进作业 ,以及辅助刹车协助盘式刹车实施钻进作业时 ,司钻阀手柄调节角度与钻压波动的关系 ,并以配备盘式刹车的ZJ3 2钻机为例进行了计算和讨论。指出盘式刹车应具有良好的操作柔性和微调节性能 ,避免溜钻和一刹即“死”现象 ;在经济条件允许的情况下 ,可用电磁涡流刹车辅助盘式刹车实施钻进作业。

坚硬砂岩的PDC钻进特性试验研究

基于目前PDC钻头在钻进硬地层过程中技术性能得不到充分发挥的现状,在专用试验装置上用微型PDC钻头对坚硬石英砂岩进行了钻进特性的模拟试验,并对试验数据进行了数理统计分析;依据建立的经验公式及其钻速模拟计算结果进行PDC钻进特性的分析研究。试验研究证实和得出了PDC钻头钻进硬地层的可能性和各技术参数对其敏感程度的定性结论,首次提出了影响其技术性能发挥的"低钻压、高转速"理念应予改变的观点。

模拟月面环境钻进过程热特性研究

根据实际月面采样任务需求,月壤钻取采样器须在真空条件下,实现无辅助冷却介质的连续钻进取心工作,这极易导致钻头温度快速升高,影响采样任务的可靠进行。因此,为深入研究钻进过程的热特性,通过分析钻头切削具与孔底月壤的切削和摩擦机理,建立钻头在钻进过程中的温升模型,归纳影响钻头温升的主要因素。根据月面真空条件下的月壤环境,制备真空度低于10 Pa、钻进深度不少于2 m的模拟月壤,并开展钻进过程热特性试验。试验结果表明钻头前端切削具的温升与钻压力存在很强的正相关性,与钻头扭矩相关性较弱。基于试验结果对温升模型中的相关性系数进行修正,拟合出钻头温升曲线,并与试验实测结果进行对比,实现了钻进过程热特性的定性分析。

磨损齿PDC钻头的切削性能试验

为探究磨损齿PDC钻头的切削性能,避免其过早失效,通过单齿切削试验以及全尺寸磨损齿钻头钻进试验,分析磨损齿的受力状态以及钻头的钻进特性。结果表明:相比于新齿,磨损齿受载更大,且其“磨圆”后切岩过程中的钝搓现象普遍存在;在相同吃深条件下,齿的磨损高度越大,载荷波动越明显。相比于新钻头,磨损齿钻头更能产生光滑的井底,不利于其侵入地层。随齿的磨损高度增加,钻头的机械钻速下降,机械比能增加,振动程度减小,且钻头的径向加速值与齿的磨损高度无关。当齿的磨损高度大于3.0 mm时,钻头的机械比能和机械钻速对钻压不敏感。

川东北地区钻头选型与推荐研究

在叙述目前钻头选型、使用现状和钻井钻探难度的基础上,介绍了基于对地层产状与岩性等特征进行的分析研究,所获取的对钻头选型与提高钻井速度影响的认知和钻头选型概念化轮廓设计;分析了川东北地区地层的钻进特性及其钻头选型的方向,给出了基于应用室内试验研究成果所提出的等概钻头选型推荐方案,对现场施工中的钻头选型具有一定的指导意义。