检索结果-南通市图书馆

高压CO_(2)射流—PDC齿复合破岩流场及携岩增强机理

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天然气工业 2021年第10期41卷 101-108页

作者：蔡灿高超王海柱蒲治成谭政博杨显鹏西南石油大学机电工程学院岩石破碎学与钻头研究所油气钻井技术国家工程实验室·西南石油大学钻头研究室 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学中国石油大学(北京)石油工程学院

对于深井难钻地层采用欠平衡气体钻井技术,可以显著提高机械钻速、延长钻头寿命、减轻地层损害,但现有的欠平衡空气钻井技术存在着井底燃爆风险较大、喷嘴低喷射压力的破岩及携岩效率差等问题。为此,提出了高压CO_(2)气体射流—PDC齿复... 详细信息

对于深井难钻地层采用欠平衡气体钻井技术,可以显著提高机械钻速、延长钻头寿命、减轻地层损害,但现有的欠平衡空气钻井技术存在着井底燃爆风险较大、喷嘴低喷射压力的破岩及携岩效率差等问题。为此,提出了高压CO_(2)气体射流—PDC齿复合破岩技术,并采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟软件与实验室试验相结合的方法,分析了喷嘴直径、喷距、压降对高压CO_(2)射流—PDC齿复合破岩井底流场的影响,进而分析了井底高压CO_(2)射流携岩增强的机理。研究结果表明:(1)提高喷嘴压降和增大喷嘴直径有利于增强射流对岩石的打击效果,增大喷嘴直径还可以增加射流冲击范围;(2)增大喷距会导致高压CO_(2)射流对岩石表面打击力大幅度降低;(3)岩屑的运移轨迹规律在有、无射流切削的情况下差别明显,花岗岩在射流的作用下,切削齿前部的累积岩屑很少,岩屑在射流携带作用下沿切削齿两侧呈扇形向后运移;(4)高压气体射流可以显著提高岩屑的排出,进而提高PDC齿切削效率。结论认为,该研究成果可以指导高压CO_(2)射流—PDC齿复合破岩工具的研制,有助于欠平衡高压气体钻井技术的进一步完善。

关键词：高压CO_(2)射流—PDC齿复合破岩井底流场破岩效率携岩增强实验研究数值分析

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刮切—冲击复合破岩工具技术研究

刮切—冲击复合破岩工具技术研究

作者：陈小东西南石油大学

学位级别：硕士

目前,随着深井、超深井钻井数量不断增多,深部地层钻进速度慢的问题日益突出。提高深部井段的高硬度、高研磨性和非均质地层钻进效率是目前油气钻井行业亟待解决的重要技术难题。因运动部件少且耐磨,PDC钻头用得较多,但目前PDC钻头钻进... 详细信息

目前,随着深井、超深井钻井数量不断增多,深部地层钻进速度慢的问题日益突出。提高深部井段的高硬度、高研磨性和非均质地层钻进效率是目前油气钻井行业亟待解决的重要技术难题。因运动部件少且耐磨,PDC钻头用得较多,但目前PDC钻头钻进深部难钻地层出现打滑吃不进的现象,同时PDC齿磨损严重,钻井效率仍然不能满足要求。杨迎新等提出一种刮切-冲击复合式钻头技术,能够在有效提高破岩效率同时减缓切削齿的磨损速率,延长PDC切削齿的寿命,是解决深部难钻地层钻井效率低的有效手段之一。但目前该技术尚未进行任何形成的室内试验和现场试验,究其原因主要是缺少与该工具相匹配的冲击器。由于该技术对冲击器的防空打功能和冲头的限位功能有特殊要求,该工具不能直接配合现有油气钻井用冲击器使用,需要针对该技术进行改进或进行冲击器的个性化设计。此外,目前对刮切-冲击复合破岩机理仍然认识不清,同时缺乏刮切-冲击复合式钻头的设计理论与方法,因此复合破岩工具难以产品化。为使刮切-冲击复合式钻头技术能够尽快产品化并推向实际油气钻井应用,解决目前深部难钻地层钻进效率低的问题,同时,在保证技术可行性的前提下,扩大该技术的应用范围,使之能够同时应用于泥浆钻井和气体钻井,本文的研究内容如下： 1、研究气动冲击器设计理论与方法,为气动冲击器设计提供设计依据,以符合刮切-冲击复合式钻头对气动冲击器性能参数的个性化要求;2、研究刮切-冲击复合破岩机理和刮切-冲击复合式钻头设计理论,为复合式钻头产品化和应用提供技术支持;3、解决现有刮切-冲击复合式钻头结构功能设计存在的问题。

关键词：复合破岩 PDC钻头冲击器设计方法

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水射流辅助机械滚刀破岩试验研究

隧道建设（中英文） 2022年第8期42卷 1414-1419页

作者：韩伟锋盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458

为解决极端软硬不均、极硬岩(硬度超过180 MPa)等复杂地质条件下,隧道掘进机破岩过程中刀具破岩效率低及“啃不动”的问题,采用滚刀岩机作用综合试验台,搭载高压水射流装置,采用不同的水射流参数及掘进参数对花岗岩试样开展破岩试验,研... 详细信息

为解决极端软硬不均、极硬岩(硬度超过180 MPa)等复杂地质条件下,隧道掘进机破岩过程中刀具破岩效率低及“啃不动”的问题,采用滚刀岩机作用综合试验台,搭载高压水射流装置,采用不同的水射流参数及掘进参数对花岗岩试样开展破岩试验,研究不同条件下水射流辅助机械滚刀破岩对掘进参数及效率的影响。通过试验获得水射流破岩合理的靶距与压力,探明水射流与机械滚刀交叉轨迹复合破岩、同轨迹复合破岩相对于纯机械滚刀破岩刀盘推力、转矩及破岩效能的变化特性。

关键词：隧道掘进机滚刀水射流复合破岩破岩效率

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我国掘进机研制现状、问题和展望

隧道建设（中英文） 2021年第6期41卷 877-896,I0003-I0022页

作者：李建斌中国中铁股份有限公司北京100039

近年来,我国重大隧道工程相继开工,掘进机研发、设计和制造水平不断提高。通过分析国产掘进机的典型工程案例,总结我国掘进机自主设计、制造技术的现状:土压平衡盾构、泥水平衡盾构和岩石隧道掘进机3大机型技术已经成熟,马蹄形盾构、矩... 详细信息

近年来,我国重大隧道工程相继开工,掘进机研发、设计和制造水平不断提高。通过分析国产掘进机的典型工程案例,总结我国掘进机自主设计、制造技术的现状:土压平衡盾构、泥水平衡盾构和岩石隧道掘进机3大机型技术已经成熟,马蹄形盾构、矩形盾构等异形断面掘进机关键技术达到国际领先水平,同时竖井掘进机产品开始应用。分析当前我国掘进机研发制造中存在的关键问题:1)设计软件均是国外产品,信息安全问题日益凸显;2)掘进机主轴承、减速机等基础零部件需要进口;3)创新产品市场突破难度大。结合当前技术水平和市场现状,认为智能化和多样化是今后掘进机研制的重点和趋势,提出多功能多模式掘进机、异形断面岩石掘进机、复合破岩TBM、部分断面TBM等新机型设计理念,期望能够推动我国掘进机技术革新。

关键词：掘进机土压平衡盾构泥水平衡盾构岩石隧道掘进机竖井掘进机异形断面掘进机复合破岩智能化