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技术装备 分类： 应用较少 技术装备 如图液动射流式冲击器主要由三个机构组成：控制机构Ⅰ、动力机构Ⅱ、功率传递机构Ⅲ。上下接头1、9分别为和钻铤连接的螺纹接头，冲击器装在钻头和钻铤之间。 钻压和扭矩通过钻具筒体和砧子传递给钻头。砧子可以通过八方套上下滑动。在与元件连接的压盖上设计有分流孔，使多余的能量不参与冲击器工作。 技术装备 射流式冲击器这种利用“双稳”射流元件控制改变高压流体的流向，直接推动活塞冲锤产生往复运动的设计结构简单，工作性能可靠，便于操作。 液动冲击钻具的结构设计满足以下条件： (1)钻具离开井底后不影响钻井液正常循环 (2)接触井底后能自动操作 (3)通过钻头的钻井液流量必须可以调整，以满足井眼要求 (4)可通过钻井液流量任意调节冲击钻具的性能参数 工作原理 技术参数 结论与建议 结论： （1）影响旋冲钻井的因素较多各因素之间又互相影响，有必要对冲击旋转钻井中各参数变量进行优化，确定出最优参数及最优的破岩效果。 （2）旋冲钻井所用钻头并非目前钻头都能适用，试验证明，使用硬质合金镶齿钻头比较经济。 （3）旋冲在硬地层钻井效果非常明显，在中硬以下地层钻井破岩效果相对差一些。 结论与建议 建议： （1）要深入研究适合深井、超深井以及恶劣条件下工作的液动冲击器；进一步优化系统结构提高冲击器能量利用率。 （2）多将计算机在旋冲钻井技术中应用，利于提高钻井经济效益。 （3）有必要研究开发出适用于旋冲钻井冲击破岩特点的钻头。 汇报结束 谢谢各位老师的指导 谢谢大家 绪 论 第2页 设计目的及意义 随着油气田钻井向深部发展，在硬地层钻进效率低、钻头寿命短、成本高的问题日益突出，有必要对旋冲钻井技术进行深入研究。 旋冲钻井技术在普通旋转钻进的基础上，在钻头上部安装一个液动冲击器，将钻井液压力能转变为高频冲击能，不仅能提高井身质量，而且大大提了高破岩效率。因此，拥有广泛的应用前景。 第3页 主要内容 论文主要分为5个部分： 室内测试 计算机在油田上应用 技术装备 工作原理 为何能高效破岩 技术参数及影响因素 优选与改进 结论及建议 需要不懈研究 第4页 室内测试 测试系统由三部分组成：测试台架，传感器及预处理电路、数据采集与处理系统(如图)。原理：测试杆以丝扣的形式连接在冲锤的尾端，冲锤运行至下死点末尾时先后与传感器高低两个触点接触，产生两个电信号，传输到数据采集与处理系统，在计算机屏幕上显示出冲击功、冲击频率、冲击末速度等参数及测试波形图。 数据采集与处理系统 冲击器 液动射流式 气动冲击器 射吸式 射流式 阀式正(反)作用 阀式双作用 第5页 第6页 第7页 第8页 旋冲钻井破岩整体示意图 旋冲钻井时岩石的受力情况 在一定钻压作用下，井底钻头旋转钻进的同时还受到来自顶部冲击器的高频冲击力，钻头是在连续钻进的旋转力矩(M)和单次钻进的冲击应力(F)下共同完成破岩作用。 第9页 工作原理 旋冲钻井破岩特点： ①首先，孔底不规则的表面被压平； ②作用力逐渐增加，接触处产生弹性变形； ③作用力继续增加，钻头下面的岩石，开始出现微裂纹，钻头外侧边界处的应力集中线向外形成放射性的裂纹； 旋冲破岩过程 第10页 工作原理 ④裂纹在岩石中形成破碎区，接着岩石表面突然破裂，出现许多贝壳状的碎块； ⑤作用力增长变慢，两侧产生的剪切体被工具的吃入而崩排出，形成一个破碎坑，如前面图所示； ⑥在旋转作用下，两坑穴间的脊部被剪切掉，形成体积破碎。 第11页 工作原理 根据钻时曲线判断工作状态： 试验井段分三段：900～964m为冲击器入井前的对比井段；968～1144m为冲击器工作井段；1148～1220m为冲击器起出后的对比井段。冲击器在井下工作时机械钻速较其他井段高。我们可以利用钻时变化曲线判断出冲击器初始、中间和后期工作情况，或某一井段工作状态。 技术参数 冲击功 排量 冲击功、冲击频率越大，岩石的破碎坑就越大越深，但从综合考虑冲频在30Hz左右。 钻头在冲击力作用下不跳钻，又要使动静载之和不破坏钻头 可结合现场需求，一般选择25~45L/s 冲击频率 钻压 转速 与频率存在一定数学对应关系 第12页 第13页 影响因素 冲击功对破岩效率的影响： 3种岩样的破碎比功与冲击功的关系 3种岩样冲击功与破碎体积的关系 第14页 影响因素 钻压对破岩效率的影响： 一定钻压可使岩石表面形成破碎，有助于破岩，但随着井深增加，岩石所受围压变大，若钻压过大，旋转冲击下被破碎的岩石，就不完全是弹性的。一般情况下，旋冲钻井的钻压应保持在相同条件下旋转钻井钻压的2/3～1倍。 第15