粒子沖擊鉆井注入系統(tǒng)的研究.pdf

1、在鉆井中，雖然堅硬巖層只占整個鉆井深度中很少的一部分，但卻花費了整個鉆井時間的70％，鉆井花費的時間越長，費用越高。針對這種情況，近年來發(fā)展起來一項新技術(shù)即粒子沖擊鉆井(PID-Particle Impact Drilling)，它是一套可以方便地與常規(guī)鉆機配套的可移動系統(tǒng)。該系統(tǒng)與常規(guī)鉆井技術(shù)不同，不再單純地依靠鉆壓和扭矩來實現(xiàn)機械破巖，它是將2.5mm的鋼粒子加入到25MPa的高壓鉆井液中，通過鉆柱到達底部鉆頭，并利用鉆頭的特殊結(jié)構(gòu)

2、對粒子加速，依賴鉆井液的能量以及所攜帶的堅硬球形鋼粒的聯(lián)合作用快速沖擊破碎巖層，這種沖擊，達到每分鐘4百萬次，連續(xù)的撞擊使巖石破碎成小顆粒，并隨鉆井液返回地面裝置。這一過程特別適用于那些因抗壓強度極高而導(dǎo)致機械鉆速降低的巖層。在這項技術(shù)中，如何將鋼粒子加入到高壓鉆井液中是該項項目的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 本文主要對粒子沖擊鉆井技術(shù)中注入系統(tǒng)進行研究。主要內(nèi)容包括以新型螺旋輸送裝置為研究對象，對粒子輸送的運動作了分析，分析了粒子輸送

3、的牽引角與螺桿和筒壁摩擦因數(shù)的關(guān)系，同時對裝置中高壓密封結(jié)構(gòu)進行了分析和研究；對串聯(lián)盤輸送裝置進行了理論分析和設(shè)計研究，并設(shè)計出一整套串聯(lián)盤輸送裝置；利用有限元分析軟件SATWE軟件對粒子沖擊鉆井井架的穩(wěn)定性和強度進行了校核，研究發(fā)現(xiàn)，大型井架的整體結(jié)構(gòu)以及局部結(jié)構(gòu)對其穩(wěn)定性影響很大，可以對其局部區(qū)域采取適當(dāng)?shù)募訌姶胧?，這些措施不僅可以大大減小井架柱、梁的截面尺寸，減輕井架的整體重量，有效降低制造成本，而且還可以大大提高井架的抗失穩(wěn)能力