深井钻井井下抗制动工具数值仿真与试验  

作　　者：刘为民 

机构地区：[1]中国石化胜利油田分公司孤岛采油厂,山东东营257000

出　　处：《长江大学学报（自然科学版）》2020年第6期62-67,共6页Journal of Yangtze University(Natural Science Edition)

基　　金：国家自然科学基金项目“页岩和致密油气田高效开发建井基础研究”(U1762214);国家科技重大专项“复杂结构井、丛式井设计与控制新技术”(2017ZX05009-003)、“钻井协同自动控制系统研发”(2016ZX05022006-004)。

摘　　要：深井以及超深井勘探开发中的PDC钻头在钻深部硬质地层或复杂地层时容易黏滑卡滞,造成扭矩波动过大、机械转速变慢、钻头损耗过快等,是制约深井超深井钻井发展的关键技术问题。针对该问题,设计了一种抗制动工具,阐述了其结构和工作原理,利用达朗贝尔原理建立抗制动工具动力学模型并求解,研究了工具关键结构参数(如螺旋花键倾角和碟簧刚度、工具安放位置)对井下抗制动工具降低扭矩波动性能的影响。仿真研究结果表明,设计参数合理的井下抗制动工具能有效降低钻柱扭矩波动,能达到稳定扭矩的效果。工程试验数据证明,抗制动工具能有效降低钻柱扭矩波动,从而达到提高机械转速、降低钻头磨损和有效解决黏滑卡滞问题。

关 键 词：抗制动工具 PDC钻头 复杂地层 超深井钻井 

分 类 号：TE931[石油与天然气工程—石油机械设备]