粒子沖擊鉆井注入系統的研究.pdf

1、在鉆井中，雖然堅硬巖層只占整個鉆井深度中很少的一部分，但卻花費了整個鉆井時間的70％，鉆井花費的時間越長，費用越高。針對這種情況，近年來發(fā)展起來一項新技術即粒子沖擊鉆井(PID-Particle Impact Drilling)，它是一套可以方便地與常規(guī)鉆機配套的可移動系統。該系統與常規(guī)鉆井技術不同，不再單純地依靠鉆壓和扭矩來實現機械破巖，它是將2.5mm的鋼粒子加入到25MPa的高壓鉆井液中，通過鉆柱到達底部鉆頭，并利用鉆頭的特殊結構

2、對粒子加速，依賴鉆井液的能量以及所攜帶的堅硬球形鋼粒的聯合作用快速沖擊破碎巖層，這種沖擊，達到每分鐘4百萬次，連續(xù)的撞擊使巖石破碎成小顆粒，并隨鉆井液返回地面裝置。這一過程特別適用于那些因抗壓強度極高而導致機械鉆速降低的巖層。在這項技術中，如何將鋼粒子加入到高壓鉆井液中是該項項目的關鍵技術之一。
　　 本文主要對粒子沖擊鉆井技術中注入系統進行研究。主要內容包括以新型螺旋輸送裝置為研究對象，對粒子輸送的運動作了分析，分析了粒子輸送

3、的牽引角與螺桿和筒壁摩擦因數的關系，同時對裝置中高壓密封結構進行了分析和研究；對串聯盤輸送裝置進行了理論分析和設計研究，并設計出一整套串聯盤輸送裝置；利用有限元分析軟件SATWE軟件對粒子沖擊鉆井井架的穩(wěn)定性和強度進行了校核，研究發(fā)現，大型井架的整體結構以及局部結構對其穩(wěn)定性影響很大，可以對其局部區(qū)域采取適當的加強措施，這些措施不僅可以大大減小井架柱、梁的截面尺寸，減輕井架的整體重量，有效降低制造成本，而且還可以大大提高井架的抗失穩(wěn)能力