水平井脉冲内磨钻头的设计及水力建模

• 作者: 刘永升 高德利 魏征
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 水平井 脉冲内磨钻头 赫姆霍兹振荡腔 脉冲射流 反向射流 谐振最优流量 最优流量比
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 钻井工程
• 页码范围: 66-73
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2017.08.008

摘要

水平井钻进过程中往往因携岩不利、清岩不及时,低边堆积的岩屑床会导致托压、底部钻具组合黏托甚至卡钻等问题.为此,在分析岩屑床形成原因的基础上,基于赫姆霍兹振荡腔脉冲生成、射流泵和高压射流等理论,设计了一种新型水平井赫姆霍兹式脉冲内磨钻头——该钻头依靠高速脉冲射流辅助破岩、反向射流负压抽汲钻头底部钻屑以及内磨削结构减小钻屑粒径,实现了高效清岩破岩,减小压持效应,清除水平井岩屑床.进而分别建立了脉冲生成装置、高效破岩装置、反向抽汲装置的水力模型.模拟计算结果表明:①谐振最优流量随进给腔直径、反馈腔直径的增大而增大,随谐振腔直径的增大而减小,谐振最优流量与各因素近似呈线性关系;②反向抽汲装置的最优流量比随无量纲流量比先增大后减小,随无量纲面积比的增大而减小;③通过算例分析得到赫姆霍兹振荡腔固有频率为24.00 Hz,谐振最优流量为23.92 L/s,最优流量比为0.59,并经实例分析验证了水力模型的准确性.结论认为,该新型钻头为解决岩屑床的堆积问题提供了一种新的方案.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	高德利	中国石油大学石油工程教育部重点实验室	179	1729	20.0	32.0
2	魏征	中国石油大学石油工程教育部重点实验室	2	3	1.0	1.0
3	刘永升	中国石油大学石油工程教育部重点实验室	4	18	2.0	4.0