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深井/超深井开窗钻头切削齿切削力学分析

应用力学学报 2016年第4期33卷 627-633,738页

作者：孔春岩梁政张德荣钟琳西南石油大学机电工程学院成都610500 四川金星压缩机制造有限公司成都610036

针对深井/超深井套管开窗侧钻的特殊性问题中所研究设计的双作用强侧切开窗钻头的结构特点,基于金属切削理论、开窗钻头与布齿规律,建立了开窗钻头切削齿切削力学模型,推导出开窗钻头的几何学方程,完成了切削齿切削力学模型的求解;最后... 详细信息

针对深井/超深井套管开窗侧钻的特殊性问题中所研究设计的双作用强侧切开窗钻头的结构特点,基于金属切削理论、开窗钻头与布齿规律,建立了开窗钻头切削齿切削力学模型,推导出开窗钻头的几何学方程,完成了切削齿切削力学模型的求解;最后使用本文研制的双作用强侧切开窗钻头进行套管开窗实验,对切削齿切削力学计算模型、仿真结果进行验证。结果表明:在开窗钻头切入套管的初始阶段,仿真计算得到的主切削力比实验所得数据略大,在中间阶段略小,到后期又略大;仿真计算结果能够准确地反映主切削力的变化规律,基本能满足工程应用的要求。本文研究结果为开窗钻头切削力的分析计算提供了理论依据,为深井/超深井套管开窗钻头的设计及切削力学研究提供参考。

关键词：开窗钻头切削力切削齿力学分析钻头设计开窗侧钻

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深井/超深井双作用强侧切开窗钻头研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2017年第5期39卷 170-177页

作者：张德荣孔春岩梁政钟琳西南石油大学机电工程学院四川成都610500 西华大学机械工程学院四川成都610039 石油天然气装备教育部重点实验室.西南石油大学四川成都610500

针对深井/超深井套管开窗侧钻中套管壁厚且强度高、岩石可钻性差、钻头切削齿极易先期钝化导致的开窗效率低/开窗失败的问题,创新性地设计了一种双作用强侧切开窗钻头。设计中考虑了开窗钻头钻进的稳定性及载荷分布的均匀性,钻头冠部设... 详细信息

针对深井/超深井套管开窗侧钻中套管壁厚且强度高、岩石可钻性差、钻头切削齿极易先期钝化导致的开窗效率低/开窗失败的问题,创新性地设计了一种双作用强侧切开窗钻头。设计中考虑了开窗钻头钻进的稳定性及载荷分布的均匀性,钻头冠部设计为内锥-双圆弧面和柱面,采用"等切削、等功率与等磨损"布齿理念和"螺旋高低交错"布齿规律,既能满足高效侧切金属又能快速切削岩石的设计目标;通过专有加工工艺技术的研究,完成了该新型开窗钻头的加工制造,并进行了现场应用。现场实际应用结果表明,与传统磨铣式铣锥开窗相比,研制的双作用强侧切开窗钻头由于采用了优化的布齿设计,钻头轮廓剖面扁平、切削面较短、横纵比较小,在窗口处有较强侧切力,切削套管产生的铁屑为大片状,效率提高了2.6倍以上,节省了窗口形成的施工时间和施工成本,能很好地适应深井/超深井硬地层的开窗侧钻作业。

关键词：深井开窗钻头钻头设计钻头加工强侧切开窗侧钻

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超短半径水平井开窗钻头结构设计与数值模拟

钻采工艺 2014年第5期37卷 78-81,11页

作者：侯树刚杨忠华李帮民郑卫建中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院

超短半径径向水平井钻井技术是一项挖潜老区剩余油气、扩大油气井泄流面积的一种油气田增产及改造技术,可为低渗、稠油、老油田和边际油田提供一种经济高效的开采途径。目前该技术及核心工具处于国外垄断地位,国内针对井下工具仍处于研... 详细信息

超短半径径向水平井钻井技术是一项挖潜老区剩余油气、扩大油气井泄流面积的一种油气田增产及改造技术,可为低渗、稠油、老油田和边际油田提供一种经济高效的开采途径。目前该技术及核心工具处于国外垄断地位,国内针对井下工具仍处于研发阶段,未见成熟的配套工具在现场应用。文章自主设计了超短半径径向水平井井下套管开窗钻头,基于LS-DYNA显示动力学软件针对开窗钻头强度开展了数值模拟,形成了两种类型的开窗钻头,为今后自主装备配套奠定理论基础。

关键词：超短半径套管开窗开窗钻头结构设计数值模拟

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连续油管径向射流的开窗工具研究

连续油管径向射流的开窗工具研究

作者：连云香长春理工大学

学位级别：硕士

套管开窗成功是连续油管径向射流实现的关键。针对目前开窗工具存在工具强度不够、造斜器造斜有限、开窗耗时较长的缺陷对其进行了优化设计。其中包括：对万向节进行结构优化,并利用ANSYS仿真分析其受力,MATLAB仿真得出万向节串联传递... 详细信息

套管开窗成功是连续油管径向射流实现的关键。针对目前开窗工具存在工具强度不够、造斜器造斜有限、开窗耗时较长的缺陷对其进行了优化设计。其中包括：对万向节进行结构优化,并利用ANSYS仿真分析其受力,MATLAB仿真得出万向节串联传递特性作为合理布置不同转角的万向节的依据;设计新型造斜器,可以实现垂直向水平方向上的转换;特殊的开窗钻头一次进钻可完成开孔、扩孔、去毛刺,并分析了钻头失效形式以降低事故发生率。组装开窗工具进行了开窗试验,试验结果显示在水平方向上用时10分钟完成开窗,并且窗口形状呈较规则的圆形,为下一步喷射系统穿过套管喷射钻进做好准备。

关键词：连续油管径向射流万向节造斜器开窗钻头

威德福公司推出AlphaST一趟式裸眼侧钻系统

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石油钻探技术 2019年第6期47卷 88-88页

作者：石钻不详

为了提高裸眼侧钻效率,降低钻井成本,威德福公司推出了AlphaST一趟式裸眼侧钻系统。该系统由膨胀式裸眼封隔器、小角度斜向器和双级开窗钻头组成。其中,裸眼封隔器用于不注水泥情况下在裸眼中定位侧钻点,它适合于各种尺寸的井眼,且可以... 详细信息

为了提高裸眼侧钻效率,降低钻井成本,威德福公司推出了AlphaST一趟式裸眼侧钻系统。该系统由膨胀式裸眼封隔器、小角度斜向器和双级开窗钻头组成。其中,裸眼封隔器用于不注水泥情况下在裸眼中定位侧钻点,它适合于各种尺寸的井眼,且可以和地层全覆盖接触,能确保斜向器固定、可靠;小角度斜向器通过固定角度(3°)的凹面,使钻具平稳地过渡到侧钻井眼,无台阶和突变,可使钻具组合和钻头顺畅地通过;双级开窗钻头由领眼铣刀和柔性磨铣工具组成,可以快速完成开窗,进入侧钻井眼。

关键词：裸眼侧钻斜向器开窗钻头裸眼封隔器钻具组合侧钻井磨铣工具注水泥