GCY-Ι型冲击螺杆钻井提速技术研究与试验

发布时间：2021-09-07 00:01

　　传统的振动冲击提速方式将水力转换为冲击振动力,增加钻头的破岩效果,但其是以牺牲井身质量来进行提速,无法满足既保证井身质量又能提高机械钻速的技术要求。鉴于此,开发了冲击螺杆钻井技术。冲击螺杆钻井技术是在常规螺杆钻具的基础上,结合冲击钻井技术的优势而形成的新型钻井提速技术。通过将螺杆钻具与冲击振动原理相结合,将钻压转换为冲击力,具有较高的冲击载荷,能够大幅提高钻头的破岩效率;同时由于振动冲击频率稳定,可有效保持钻头的平稳工作状态,对钻头起到了保护作用,延长了钻头的井下使用寿命。GCY-I型冲击螺杆钻井提速工具在现场试验中,共计进尺541 m,钻井周期比设计周期缩短了8.95 d,创该区块最快钻速、最短三开钻进周期记录。现场试验结果表明,冲击螺杆钻井提速技术既可大幅提高机械钻速,又能满足井身质量要求,应用前景广阔。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(10)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

GCY-Ι型冲击螺杆钻井提速工具结构示意图

在钻井过程中，冲击部分的外筒与上部螺杆部分的定子相连接，因此，该外筒与下接头的旋转运动相比呈相对静止状态。啮合凸轮组由定凸轮和动凸轮构成，如图2所示。定凸轮由凸轮座与鼓轮组成，并通过螺栓安装在外筒内的台阶面处。动凸轮与下接头连接在一起。如图2b所示，动凸轮上设计有3个与定凸轮鼓轮相啮合的弧形凸轮，当花键心轴带动下接头旋转时，动凸轮在下接头的带动下产生高速旋转，动凸轮的弧形凸轮与定凸轮的鼓轮产生旋转滑动位移。凸轮啮合运动如图3所示。

如图2b所示，动凸轮上设计有3个与定凸轮鼓轮相啮合的弧形凸轮，当花键心轴带动下接头旋转时，动凸轮在下接头的带动下产生高速旋转，动凸轮的弧形凸轮与定凸轮的鼓轮产生旋转滑动位移。凸轮啮合运动如图3所示。当动凸轮与定凸轮处于图3a所处位置时，动凸轮在下接头的带动下旋转，当旋转至图3b所处位置时，定凸轮鼓轮与动凸轮的弧形凸轮凹底啮合接触，从而形成一次振动冲击作用;动凸轮在下接头的带动下继续旋转，当旋转至图3a所处位置时，定凸轮的鼓轮与动凸轮的弧形凸轮凸顶啮合接触，随着动凸轮的继续旋转，又一次到达图3b所处位置，此时产生第二次振动冲击。动凸轮与定凸轮的鼓轮产生的旋转滑动位移通过啮合接触旋转产生，产生啮合接触的作用力来自于上部钻柱的钻压作用，且这种啮合接触所带来的旋转滑动位移是连续的过程，从而产生连续的高频冲击力，并通过下接头直接作用于钻头，为钻头的破岩提供辅助冲击力，同时提高机械钻速。


本文编号：3388444