獾式鉆井技術(shù)是順應(yīng)當今油氣勘探開發(fā)區(qū)域日趨復雜化的一項前沿性技術(shù),它與常規(guī)鉆井技術(shù)的不同之處在于工作過程中無鉆機、無鉆井液、開鉆后一鉆到底、無法起下鉆等方面。而自清潔反循環(huán)PDC鉆頭是獾式鉆井技術(shù)中很重要的一個工具,它要與其他獾式鉆井工具配套使用。本文基于獾式鉆井技術(shù)的工作要求,設(shè)計了兩套螺旋巖屑輸送裝置:方案一是單螺桿巖屑輸送裝置,方案二是雙螺旋巖屑輸送裝置。并在常規(guī)PDC鉆頭的設(shè)計基礎(chǔ)上,結(jié)合螺旋輸送裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù),設(shè)計了自清潔反循環(huán)PDC鉆頭體,并用有限元軟件對鉆頭體進行了強度分析�；趧討B(tài)平衡條件,用單質(zhì)點法對螺旋刀翼上的巖屑顆粒進行了受力分析,得出了巖屑顆粒的受力與刀翼螺旋角、接觸面摩擦系數(shù)等參數(shù)的關(guān)系。對單螺旋巖屑輸送裝置和雙螺旋巖屑輸送裝置進行了巖屑運移的機理分析,得出了單螺桿的臨界轉(zhuǎn)速表達式和雙螺旋柱巖屑輸送段的功耗、扭矩、軸向力的表達式,為選擇鉆頭的驅(qū)動電機提供了參考。本文運用EDEM離散元方法分別對安裝有兩種方案巖屑輸送裝置的PDC鉆頭進行了破巖仿真,比較不同設(shè)計參數(shù)時的仿真結(jié)果得出了單螺旋桿輸送裝置的螺旋槳升角為15°時巖屑輸送的速度最快,雙螺旋輸送裝置的螺槽深度為8mm、螺距為21mm時巖屑輸送的效果最好。通過PDC鉆頭的破巖仿真為鉆頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了有價值的參考。
【學位單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE921.1
【部分圖文】：

鉆探至目標深度地層所需時間為２？６個月［９，１Ｑ］。??獾式鉆探器的組成部分有電動馬達、驅(qū)動馬達、泵、鉆頭、電纜排放裝置、??電纜存儲箱等，其主體結(jié)構(gòu)如圖１．１所示［１１］。??＿?：秦：??１?１??眷：??１）地層２）鉆頭３）中心軸４）驅(qū)動馬達５、６）巖屑通道７）導向短節(jié)??８）外部保護肋９）地層１０）電纜儲存箱１１）電纜排放裝置１２）電纜１７）環(huán)空??１８）井眼１９）井底２０）泵２１）電動馬達２２）定向裝置２３）環(huán)形液缸２４）軸向活動裝置??圖１．１獾式鉆探器整體結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｔｈｅ?Ｂａｄｇｅｒ?Ｅｘｐｌｏｒｅｒ?Ｄｒｉｌｌｓ??鉆探過程中，獾式鉆探器鉆進破巖，在沒有鉆井液帶走巖屑的情況下，一邊??鉆進一邊將巖屑埋掉，大概過程如圖１．２所示。??－３－??

天然氣集團、中國石油化工集團、中國石油大學（北京）、中國地質(zhì)大學（北京）??等企業(yè)和科研院校開展了對這項新技術(shù)的研究工作，設(shè)計出了一系列適用于獾式??鉆井技術(shù)的ＰＤＣ鉆頭。選列其中幾種ＰＤＣ鉆頭如圖１．３所示。??ＩＩ?ｒ??Ｉ＃?ｙ??外螺旋刀翼ＰＤＣ鉆頭?球頭外螺旋刀翼ＰＤＣ鉆頭??－４－??

－?？?Ｗ＇??圖１．２獾式鉆探器鉆進過程示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｄｒｉｌｌｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｔｈｅ?Ｂａｄｇｅｒ?Ｅｘｐｌｏｒｅｒ?Ｄｒｉｌｌｓ??在國內(nèi)，獾式鉆井新技術(shù)的起步較晚，從“十二五”至今，先后有中國石油??天然氣集團、中國石油化工集團、中國石油大學（北京）、中國地質(zhì)大學（北京）??等企業(yè)和科研院校開展了對這項新技術(shù)的研究工作，設(shè)計出了一系列適用于獾式??鉆井技術(shù)的ＰＤＣ鉆頭。選列其中幾種ＰＤＣ鉆頭如圖１．３所示。??ＩＩ?ｒ??Ｉ＃?ｙ??外螺旋刀翼ＰＤＣ鉆頭?球頭外螺旋刀翼ＰＤＣ鉆頭??－４－??
【參考文獻】

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本文編號：2878329