钻井工具(钻井内外大钳怎么区分的)
发布时间:2021/01/31 22:27:49 点击:2

【科技新闻】一种新的硬地层共振钻井提速工具

针对硬质地层钻井提速需求,阿伯丁大学提出了一种共振式钻井提速工具(RED,Resonance Enhanced Drilling)。该工具通过在所钻地层施加可控高频动态振击力实现提速,该振击力由处于共振状态下钻头的轴向振动产生。钻头和地层之间的共振条件取决于不同钻井参数,通过调整共振载荷的动态频率和幅度形成一个稳定扩散的破岩区,因此RED共振式钻井提速工具尤其适合于硬岩层。大量物理和数学建模及全尺寸试验钻进试验研究结果表明,RED共振式钻井提速技术可显著提高钻井速度,并展示出适用单支钻头用于多种岩性地层和钻井条件的能力,在低钻压条件下也能高效钻进。

为了验证该技术,设计了图1中具有两个不同激发源的共振模块pup,它们的外径都是6英寸。其中长度为895mm的电控谐振模块由磁致伸缩激振器激励,需要电源,功耗10kW,谐振频率高达200Hz,有利于控制和调节谐振参数。长度为195mm的短模块为机械共振模块,由钻井液激发,所需扭矩由井下涡轮或螺杆提供。机械共振模块工作时,通过正弦模式曲面,具体是通过轴承传动,将旋转运动转化为轴向振动,将定子和转子的圆周运动转化为相应的轴向距离振动。与两种短节相比,机械谐振模块短节的谐振幅度和频率参数可控性较低,但结构紧凑,不需要井下供电,因此结构简单,成本低廉,适应性较好。电控谐振模块由磁致伸缩激振器激励,结构复杂,成本高,谐振参数控制和调节范围广。

在对花岗岩岩样的实钻对比试验中,采用RED共振模块后,钻速提高了5.5倍,传统的钻速为0.02m/s,使用共振提速工具后,钻速提高到0.11mm/s。

a.长度895mm电控共振模块采用磁致伸缩激振器激励;b.长度195mm机械式共振模块采用钻井液激励

图1两种不同动力源的共振控制模块接头

(石油工程科技趋势)

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