考虑水平刮切作用旋转钻井牙齿侵入规律.pdf

第 37 卷 第 3 期 石 油 钻 采 工 艺 Vol. 37 No. 3 2015 年 5 月 OIL DRILLING PRODUCTION TECHNOLOGY May 2015 1000 – 7393 2015 03 – 0001 – 05 doi:10.13639/j.odpt.2015.03.001 文章编号： （ ） 　　　 考虑水平刮切作用的旋转钻井牙齿侵入规律 冯福平 1　李 　清 1 ，2　 吕媛媛 3　邢 　均 4 （1. 东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆　163318；2. 吉林油田公司采油工艺研究院，吉林松原　138000； 3. 辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁盘锦　124010；4. 大庆油田设计院，黑龙江大庆　163712） 引用格式：冯福平，李清，吕媛媛，等 . 考虑水平刮切作用的旋转钻井牙齿侵入规律［J ］. 石油钻采工艺，2015 ，37（3）： 1-5. 摘要：考虑旋转钻井钻头牙齿对井底岩石产生的水平刮切作用，分析了井底岩石侵入系数的变化规律以及初次侵入破碎 坑的形状，得出旋转钻井重复侵入时井底岩石的破碎过程以及载荷侵深曲线形态，进一步揭示了旋转钻井牙轮钻头破岩机理： 随着摩擦因数的增大，刃前岩石侵入系数线性降低，刃后岩石侵入系数线性增加；初次侵入时破碎坑为非对称的不规则形状， 岩石破碎体积比只考虑垂向压入作用时小，发生剪切破碎时所需的载荷低；刃前岩石发生剪切破碎以后，刃后岩石由于应力集 中效应，达到剪切破碎时所需的整体载荷降低，存在水平刮切作用时岩石多次侵入剪切破碎更为容易；重复侵入时井底岩石剪 切破碎频数是只考虑垂向压入作用时的两倍，剪切破碎时载荷下降的幅度降低。 关键词：旋转钻井；水平刮切；侵入规律；侵入系数；破碎坑；剪切破碎 中图分类号：TE21　　　文献标识码：A The law of tooth penetration during rotary drilling under horizontal cutting effect 1 1,2 3 4 FENG Fuping , LI Qing , LYU Yuanyuan , XING Jun （1. Petroleum Engineering College, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2. Petroleum Production Technology Research Institute of Jilin Oilfield Company, Songyuan 138000, China; 3. Research Institute of Petroleum Exploration and Development of Liaohe Oilfield Company, CNPC, Panjin 124010, China; ） 4.Design Institute of Daqing Oilfield Company, CNPC, Daqing 163712, China ） Abstract: This paper takes the horizontal cutting action of bit teeth on bottom hole rock into consideration, analyzes the varying law of bottom rock penetration c