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《中国石油大学》 2010年
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钻头分流降低井底压力机理的研究

孙伟良  
【摘要】: 深井、超深井钻进过程中,机械钻速随井深增加明显下降。重要原因之一是由于井底压差的增大,岩屑不能及时清除,造成钻头的重复破碎,致使机械钻速迅速下降。从井底压差影响钻速的基本原理看,通过钻头分流降低井底压差,能起到减小“压持效应”,提高机械钻速的作用。 通过理论分析,应用数值模拟方法,改变分流喷嘴、钻头体流道等结构参数和水力参数,分析井底围压、钻头体流道结构、喷嘴与喉管直径、分流流量比、分流喷嘴距井底的位置、钻头与井壁的间隙等各因素对钻头分流降低井底压力的影响规律,无因次压降最大可达到0.26。应用附壁式双稳射流元件进行协调式脉动分流,无因次压降可达0.5,降压效果优于连续性分流。根据数值模拟所用的钻头及井筒模型设计实验工具进行实验,分析围压、分流流量比、分流喷嘴距井底的位置、钻头与井壁的间隙等各因素对分流降压效果的影响,无因次压降最大可达到0.35,实验结论与数值模拟结果相一致。最后,应用PDC钻头设计软件,结合数值模拟和室内实验的结论,进行分流钻头结构和水力参数设计,为新型高效钻头的进一步研发奠定了基础。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TE21

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨宝刚;陈大祺;张伟;朱海燕;赵靖影;;涡流式水力降低井底压差机制及现状[J];科技导报;2012年23期
2 袁光宇;;射流泵降低井底压差工具研究现状及性能分析[J];石油钻探技术;2012年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 谢翠丽,杨爱玲,王宏光,陈康民;旋转钻头非自由多股淹没射流的计算分析[J];流体机械;2002年05期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 徐依吉;赵红香;虞德平;;高压水射流清洗油井结垢管安全生产问题讨论[A];中国职业安全健康协会2008年学术年会论文集[C];2008年
4 杨永印;裴建忠;刘天科;路飞;艾文斌;李新辉;孙伟良;;切入式旋转射流流场特点及破岩效果[A];中国职业安全健康协会2010年学术年会论文集[C];2010年
5 成建联;宋国英;李福援;;磨料水射流抛光工艺的试验研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
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7 王鑫;徐建飞;郝荣明;王延文;;厚壁管钻具窄间隙焊接专机的研制[A];黑鲁石油学会钻井新技术研讨会论文集[C];2008年
8 马清明;王瑞和;;水力脉冲诱发振动钻井研究[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
9 徐建飞;王鑫;马彩霞;;厚壁管钻具窄间隙焊接专用机[A];2007年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2007年
10 周劲辉;高德利;;河南油田钻进参数的优化研究[A];第十三届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会论文专辑[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 郭红玉;基于水力压裂的煤矿井下瓦斯抽采理论与技术[D];河南理工大学;2011年
4 吴鸿云;集矿机牵引性能若干影响因素研究[D];中南大学;2010年
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7 万飞;立式连续热处理炉带钢加热与冷却数学模型理论研究与应用[D];重庆大学;2011年
8 王晓川;射流割缝导向软弱围岩光面爆破机理及实验研究①[D];重庆大学;2011年
9 葛兆龙;低渗气藏脉冲磨料射流射孔增产机理及实验研究[D];重庆大学;2011年
10 李兆泽;磨料水射流抛光技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙龙勇;高压水射流深穿透水平射孔技术研究[D];大连理工大学;2010年
2 张啸;高压水射流割缝的破煤机理及实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 陈永超;基于PLC的清洗机控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 王荣;基于未确知测度的油气钻井工程风险评价研究[D];河北工程大学;2010年
5 饶冬;负压脉冲射流发生器的设计研究[D];西南石油大学;2010年
6 殷志波;电解喷射小尺寸加工机理分析及装备性能研究[D];西安工业大学;2011年
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8 赵志坚;高压水射流割缝快速消突技术研究[D];河南理工大学;2011年
9 张杰;共鸣式射流振荡器的特性分析及应用[D];大连理工大学;2011年
10 李强;超高压磨料水射流切割喷嘴的结构研究[D];兰州理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 杨永印,吴志坚,沈忠厚,王瑞和;低压脉冲射流的调制机理及调制器振动模拟[J];石油大学学报(自然科学版);2003年03期
2 郑锋辉;于水杰;李根生;罗洪斌;黄中伟;;射流式水力降压实验研究[J];石油机械;2008年07期
3 王智锋;;负压脉冲钻井技术理论及方法[J];石油钻采工艺;2005年06期
4 徐华义,聂翠平,吴华;井底降压差短节显著提高机械钻速[J];石油钻探技术;1998年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杜君;井底涡旋器设计的理论与试验研究[D];西南石油学院;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢翠丽,杨爱玲,王宏光,陈康民;旋转钻头非自由多股淹没射流的计算分析[J];流体机械;2002年05期
2 郑丽丽,范维澄;撞击射流流场计算—K-C和ASM湍流模型及PLDS和QUICK差分格式的比较[J];水动力学研究与进展;1988年04期
3 汪志明;薛亮;;射流元件附壁与切换流动规律研究[J];水动力学研究与进展A辑;2007年03期
4 樊世忠,窦红梅;保护油气层技术发展趋势[J];石油勘探与开发;2001年01期
5 沈忠厚;现代钻井技术发展趋势[J];石油勘探与开发;2005年01期
6 苏义脑,周川,窦修荣;空气钻井工作特性分析与工艺参数的选择研究[J];石油勘探与开发;2005年02期
7 陈国明;殷志明;许亮斌;蒋世全;;深水双梯度钻井技术研究进展[J];石油勘探与开发;2007年02期
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9 汪志明,姜新民,朱益;深井条件下超高压射流钻头水动力学特性研究[J];石油大学学报(自然科学版);2002年04期
10 杨永印,吴志坚,沈忠厚,王瑞和;低压脉冲射流的调制机理及调制器振动模拟[J];石油大学学报(自然科学版);2003年03期
【相似文献】
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5 周英操;刘永贵;鹿志文;;欠平衡钻井井底压力控制技术[J];石油钻采工艺;2007年02期
6 毕雪亮;陶丽杰;翟洪军;高立军;吕媛媛;;空气钻井最小流量计算的修正模型[J];断块油气田;2008年02期
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9 李生荣;黄群;;适合于气井的井底压力与产量动态的PC程序计算[J];国外油田工程;1993年03期
10 李顺初,黄炳光,王怒涛,张普斋;双渗油藏试井数学模型的求解分析[J];西南石油学院学报;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张义;鲜保安;周卫东;赵庆波;孙平;鲍清英;张继东;;煤层气充气欠平衡钻井环空注气工艺优化研究[A];2008年煤层气学术研讨会论文集[C];2008年
2 杨雄文;周英操;方世良;纪荣艺;刘伟;;控压钻井系统特性分析与关键工艺实现方法[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
3 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 刘福平;杨长春;;孔隙度敏感系数的数值计算[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第四卷(油气资源)[C];2003年
5 刘合;张广明;张劲;彪仿俊;吴恒安;王秀喜;;油井水力压裂摩阻计算和井口压力预测[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
6 毛伟;余碧君;;低渗透油井地层测试资料解释方法探讨[A];2002低渗透油气储层研讨会论文摘要集[C];2002年
7 傅礼兵;姚约东;;基于指数式非达西渗流模型的解析解[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
8 雷征东;李彬;康浩;;压裂水平井不稳定渗流特征研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
9 王亚妮;高志亮;孙少波;高鹏;;数字油田与油井生产过程递减率及其算法研究[A];第十二届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2010年
10 屈平;申瑞臣;杨恒林;张学磊;付利;;三维离散元在煤层水平井井壁稳定的应用[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
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1 记者 杜中闻 通讯员 唐亮 周强;井底“千米眼” 数据连连看[N];中国石油报;2011年
2 本报记者 俞国明;今日刘汝山[N];中国石化报;2000年
3 记者 王孝祥;勘探南方分公司“比学赶帮超”突出勘探特色[N];中国石化报;2010年
4 张剑 郑干臣;河南油田攻克一项固井新工艺[N];中国石化报;2003年
5 记者 许忠 通讯员 范晖 张忠武;轻按遥控器 数据收眼底[N];中国石油报;2010年
6 许峰 陈崎峰 何斌;河南油田实施复合钻井新技术[N];中国石化报;2004年
7 牟驱;气藏数值模拟技术新发展[N];中国石油报;2002年
8 丛培信;提高塔河油田油气产量[N];中国石化报;2002年
9 通讯员 杨玲唐亮;欠平衡钻井数据采集技术研究项目通过验收[N];中国石油报;2008年
10 记者 宋鹏 通讯员 刘玉洁;新疆油田规模最大压裂井完工[N];中国石油报;2008年
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1 侯彬彬;热流耦合井筒流动及其地层渗流研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 林春阳;基于PEBI网格油藏数值模拟器的研究、开发与应用[D];中国科学技术大学;2010年
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4 程时清;低渗透非均质油藏渗流特征及反问题研究[D];中国科学院渗流流体力学研究所;2000年
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6 周照明;欠平衡随钻气侵规律及运移模型研究[D];大庆石油学院;2010年
7 朱丽红;油气勘探风动潜孔锤反循环钻井系统流体动力学参数研究[D];吉林大学;2010年
8 刘涛;在隐蔽油藏勘探中的气体钻井技术录井采集方法研究[D];中国地质大学(北京);2010年
9 张君亚;也门1区块泡沫钻井参数计算与工艺技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王永;井底恒压法压力控制钻井工艺及水力参数计算[D];中国石油大学;2010年
2 孙伟良;钻头分流降低井底压力机理的研究[D];中国石油大学;2010年
3 栗朝军;基于神经网络的欠平衡钻井井底压力预测方法研究[D];大庆石油大学;2006年
4 张春辉;低渗透油田压裂液返排规律研究[D];大庆石油学院;2008年
5 高磊;动态环空压力控制系统应用技术研究[D];大庆石油学院;2009年
6 朱文军;大庆探区深层试气资料录取及评价方法研究[D];大庆石油学院;2007年
7 饶冬;负压脉冲射流发生器的设计研究[D];西南石油大学;2010年
8 杨立芹;全尺寸钻井井底压力模拟装置的研究[D];浙江大学;2002年
9 李效彪;基于毛细管测压技术的井底压力远程监测系统的研制[D];中国石油大学;2011年
10 张东;气泡融合特性对环空流体流动规律影响研究[D];东北石油大学;2011年
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