机械式旋冲工具对水平井送钻摩阻的影响规律

作     者：闫炎 韩礼红 宋志龙 刘永红 杨尚谕 王建军 Yan Yan;Han Lihong;Song Zhilong;Liu Yonghong;Yang Shangyu;Wang Jianjun

作者机构：中国石油集团工程材料研究院有限公司 中国石油和石油化工装备工业协会 中国石油大学(华东)机电工程学院 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2023年第51卷第4期

页      面：39-45页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“油气井套损评价与修复关键技术研究”(2021DJ2705)、“井筒完整性关键理论与控制技术”(2021DJ4403) 

主　　题：水平井 机械式旋冲工具 摩阻 旋转冲击 冲击频率 钻压波动 

摘      要：托压问题是制约水平井滑动钻进机械钻速的主要因素之一,使用振动减阻工具是水平井减阻最直接有效的方式。为分析振动减阻工具在水平井中的减阻效果,针对一种螺杆驱动的机械式旋转冲击钻井工具,对工具在不同钻进工况下的钻压波动、位移变化进行了模拟计算,解释了低频冲击工具可以实现振动减阻的根本原因。计算结果表明:旋冲工具降低摩阻需要借助钻压;激励频率越大,钻头处的钻压波动越剧烈;存在最佳的激励频率使得钻头处钻压整体处于最高水平;旋冲工具工作时,钻头处的钻压波动不仅包含激励本身的频率,还会包含激励频率的2倍、3倍等更高倍数的频率。研究结果可以为旋冲工具工作参数的优化,以及工具在水平井中实现最佳提速效果提供理论指导。