【摘 要】
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为解决现有脉冲射流钻井技术存在的脉冲发生部位离井底远、脉冲效应沿程损失大及在定向钻具组合中应用受限的问题,设计了一种脉冲空化PDC钻头.该钻头内腔设计成脉冲谐振腔结构,利用谐振腔各区域收缩面的不同,把进入的连续射流调制成脉冲射流;脉冲射流再经钻头空化喷嘴耦合,使作用于井底的脉冲效应最大化.井底流场和清岩效果分析结果表明:脉冲空化PDC钻头产生的脉冲作用对井底岩屑具有更好的翻转和运移效果,能使岩屑及时离开井底,减少重复切削;由于把脉冲发生部位置于钻头内部,离井底更近,不仅减少了脉冲效应的沿程损失,还不需要增
【机 构】
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中石化华东石油工程公司江苏钻井公司;中石化江钻石油机械有限公司
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为解决现有脉冲射流钻井技术存在的脉冲发生部位离井底远、脉冲效应沿程损失大及在定向钻具组合中应用受限的问题,设计了一种脉冲空化PDC钻头.该钻头内腔设计成脉冲谐振腔结构,利用谐振腔各区域收缩面的不同,把进入的连续射流调制成脉冲射流;脉冲射流再经钻头空化喷嘴耦合,使作用于井底的脉冲效应最大化.井底流场和清岩效果分析结果表明:脉冲空化PDC钻头产生的脉冲作用对井底岩屑具有更好的翻转和运移效果,能使岩屑及时离开井底,减少重复切削;由于把脉冲发生部位置于钻头内部,离井底更近,不仅减少了脉冲效应的沿程损失,还不需要增加额外接头和专用装置等,能用于所有定向钻具组合,同时提高了钻柱的安全性.通过研究,形成了φ215.9和φ311.2 mm共2种尺寸的脉冲空化PDC钻头.在地层和钻井参数基本相同的情况下,与常规钻头相比,脉冲空化PDC钻头平均机械钻速提高30％以上.研究结果可为脉冲射流钻井提速提供理论依据.
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