本文關(guān)鍵詞：定向井復合鉆頭技術(shù)研究與現(xiàn)場應用

  更多相關(guān)文章： 滑動導向 復合鉆頭 造斜 扭矩響應 鉆壓分配 現(xiàn)場試驗

【摘要】：隨著油氣田的不斷開發(fā),我國淺藏油氣資源逐年減少。定向井和水平井可以有效地提高油氣田開發(fā)效率、降低鉆井成本,故在鉆井領(lǐng)域中應用逐漸增多。鉆定向井的主要方式有滑動導向和旋轉(zhuǎn)導向,滑動導向結(jié)構(gòu)簡單、鉆井成本低,在國內(nèi)定向井領(lǐng)域中占有主導地位。目前滑動導向技術(shù)面臨的一個關(guān)鍵問題是造斜段鉆頭的工具面不穩(wěn)定�，F(xiàn)有的PDC鉆頭工作扭矩大、扭矩響應高,工具面不易控制；牙輪鉆頭雖然定向性能好,但是其破巖效率低、鉆井成本高。復合鉆頭是PDC鉆頭和牙輪鉆頭的有機結(jié)合,在硬地層,軟硬交錯等難鉆地層中的鉆進效率高、鉆頭壽命長；同時,復合鉆頭的低扭矩和高鉆速在定向井中也具有很大優(yōu)勢。目前國內(nèi)針對復合鉆頭已經(jīng)開展了一系列研究,但主要集中在難鉆地層的提速上。而在定向井中的研究應用還處于初級階段,尤其在復合鉆頭的定向性能和設計理論研究上幾乎空白。本文針對定向井復合鉆頭開展了研究。主要包括：1、開展了對牙輪鉆頭、PDC鉆頭以及復合鉆頭的定向性能研究,分析了牙輪鉆頭和PDC鉆頭工具面穩(wěn)定性差異的根本原因,初步建立了復合鉆頭扭矩模型,通過室內(nèi)實驗研究了影響鉆頭定向性能的各因素及其影響規(guī)律。2、開展了在不同應用條件下定向井復合鉆頭的設計方法研究。3、根據(jù)冀東油田南堡地區(qū)定向井的井身結(jié)構(gòu)和地層特性研制了兩種型號的復合鉆頭產(chǎn)品,并進行了現(xiàn)場試驗,驗證了復合鉆頭的定向優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：滑動導向 復合鉆頭 造斜 扭矩響應 鉆壓分配 現(xiàn)場試驗
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE921.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-19
• 1.1 本課題的研究背景7-13
• 1.1.1 導向鉆井技術(shù)的發(fā)展概況7-9
• 1.1.2 滑動導向鉆井技術(shù)對鉆頭的性能要求9-11
• 1.1.3 現(xiàn)有鉆頭在滑動導向中存在的問題11-13
• 1.2 定向井復合鉆頭研究概述13-17
• 1.2.1 復合鉆頭的定向優(yōu)勢13-15
• 1.2.2 復合鉆頭研究概況15-17
• 1.3 本課題的研究意義和研究內(nèi)容17-19
• 1.3.1 研究意義17
• 1.3.2 研究內(nèi)容17-19
• 第2章 復合鉆頭定向性能及機理研究19-39
• 2.1 鉆頭定向性能研究19-20
• 2.2 復合鉆頭扭矩特性理論研究20-28
• 2.2.1 復合鉆頭扭矩模型的建立20-22
• 2.2.2 PDC切削結(jié)構(gòu)鉆壓分配的計算22-26
• 2.2.3 牙輪結(jié)構(gòu)鉆壓分配的計算26-28
• 2.3 復合鉆頭扭矩特性影響因素實驗研究28-38
• 2.3.1 復合鉆頭扭矩特性影響因素實驗內(nèi)容28-30
• 2.3.2 復合鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)對定向性能影響規(guī)律研究30-35
• 2.3.3 復合鉆頭扭矩響應曲線35-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第3章 定向井復合鉆頭的設計方法39-53
• 3.1 定向井復合鉆頭的切削結(jié)構(gòu)設計方法39-48
• 3.1.1 定向井復合鉆頭的徑向布齒設計方法39-43
• 3.1.2 定向井復合鉆頭的周向布齒設計方法43-45
• 3.1.3 復合鉆頭布齒密度設計45-46
• 3.1.4 定向井復合鉆頭切削齒工作角度設計46-47
• 3.1.5 定向井復合鉆頭齒型選擇47-48
• 3.2 定向井復合鉆頭保徑設計原理與方法48-50
• 3.2.1 FDC切削結(jié)構(gòu)單獨保徑48-49
• 3.2.2 牙輪切削結(jié)構(gòu)參與保徑49
• 3.2.3 獨立保徑結(jié)構(gòu)參與保徑49-50
• 3.3 定向井復合鉆頭水力設計原理與方法50-51
• 3.3.1 復合鉆頭水力結(jié)構(gòu)設計原理50
• 3.3.2 復合鉆頭水力結(jié)構(gòu)設計方法50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第4章 復合鉆頭的產(chǎn)品研制和現(xiàn)場試驗53-84
• 4.1 冀東油田南堡2-33井的產(chǎn)品鉆頭研制和現(xiàn)場試驗53-70
• 4.1.1 井身結(jié)構(gòu)分析53-54
• 4.1.2 冀東油田南堡2-33井地層分析54
• 4.1.3 針對南堡2-33井復合鉆頭的個性化設計與制造54-63
• 4.1.4 現(xiàn)場試驗與結(jié)果分析63-70
• 4.2 冀東油田南堡5-28井的產(chǎn)品鉆頭研制和現(xiàn)場試驗70-82
• 4.2.1 冀東油田南堡5-28井身結(jié)構(gòu)分析70-71
• 4.2.2 冀東油田南堡5-28井地層分析71
• 4.2.3 針對南堡5-28井復合鉆頭的設計及分析71-79
• 4.2.4 現(xiàn)場試驗與結(jié)果分析79-82
• 4.3 復合鉆頭改進方法建議82-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 第5章 總結(jié)84-86
• 5.1 本文的主要研究成果84
• 5.2 創(chuàng)新點84-85
• 5.3 存在的問題和今后的任務85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-90
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果90

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本文編號：698629