欠平衡下牙轮钻头牙齿侵入系数及钻速研究.pdfVIP

西南石油大学学报(自然科学版) 2013年6月 第 35卷第 3期 JournalofSouthwestPetroleumUniversity(ScienceTechnologyEdition) 钭 埠虫崴 缸 v01．35No．3Jun．2013 DOI：10．3863~．issn．1674—5086．2013．03．024 文章编号：1674—5086(2013)03—0168—06 中图分类号：TE21；TE921 文献标识码：A 欠平衡下牙轮钻头牙齿侵入系数及钻速研究木 李 玮，许兴华，闫 铁，毕雪亮 东北石油大学石油工程学院，黑龙江 大庆 163318 摘 要：欠平衡条件下，钻井机械钻速大幅度提高，但钻头牙齿的侵岩机理至今尚不清楚。以岩石侵入理论为基础， 在考虑欠平衡钻进奈件下，针对牙轮钻头侵岩、破岩问题展开研究，推导了欠平衡钻进井底奈件下牙轮钻头牙齿的侵 入系数方程，并进一步建立了欠平衡钻进条件下的钻速模型。岩石侵入 系数不受牙齿载荷和侵深的影响，是一个描述 岩石抗侵入能力的基本参数。以徐深气田为例，理论和实验分析 了内摩擦角和刃尖角对侵入系数和机械钻速的影响。 结果表明，随井底有效法向应力的增大侵入系数增大；随内摩擦角和刃尖角的增大侵入系数呈指数增大；随有效法向 应力的增大机械钻速明显减小；随内摩擦角和刃尖角的增大机械钻速呈线性减小。 关键词：欠平衡；负压钻井；牙轮钻头；侵入系数；破岩机理 StudyontheToothInvasionCoefficientofConeBitandPenetrationRate inUnder-balanceDrilling LiWei，XuXinghua，YanTie，BiXueliang CollegeofPetroleumEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing，Heilongjiangt63318，China Abstract：Thepenetrationraterisesrapidlyintheunder-balancedcondition，buttheintrusionmechanism ofconebitiSunclear． Basedonrockintrusivetheoryandtaskingtheconditionofunder-balanceddrillingintoconsideration，weexploreintruding rockandbreakingrockofconebittheintrusivecoefficientequationofconebitwasderived，andthedrillingratemodelinthe conditionofunder-balanceddrillingwasbuilt．Therockintursivecoefficientisabasicparameterwhichdescribestheintrusion— resistantabiliyt ofrock，whichisnotaffectedbytoothloadandinvasiondepth．TakingXushenGasFieldasanexample，we maketheoreticalanalysisoftheimpactofangleofinternalfrictionandbitangleonintrusivecoefficientandpenetrationrate． Andtheexperimentresultsshow thatwim theincreaseofeffectivenormalstressofdown．hole