论文部分内容阅读
随着国内外石油勘探开发的不断发展，新的勘探开发区域和地层对石油钻井不断提出需要解决的新问题，其中提高复杂地质条件及难钻地层的机械钻速是需要迫切解决的问题之一，旋冲钻井技术是解决这一问题的一种有效方法；旋冲钻井破岩理论和冲击器设计理论是该技术的基础和重要的组成部分。
本文以旋冲钻井破岩理论和液动射流式冲击器结构优化设计等为研究内容，以岩石破碎力学原理、波动理论和流体力学理论为基础，采用室内试验和理论分析相结合的研究方法，建立了旋冲钻井破岩力学模型，探讨了合理确定旋冲钻井参数的方法；以射流基础理论和波动理论为基础，研究了射流式液动冲击器工作参数的确定方法，并对冲击器的结构进行了优化研究，最终形成了一套旋冲钻井破岩和射流式液动冲击器设计的基础理论及应用技术，在现场3口井进行了应用，取得了成功。
本文主要工作及取得的主要成果有以下方面：1、以岩石力学和波动理论为基础，建立了旋冲钻井破岩力学模型。
2、研究了石油旋冲钻井参数的合理确定方法；建立了排量对冲击器冲击功、冲击频率的影响关系；建立了旋冲钻井参数与常遇地层岩石抗压强度、可钻性、硬度的关系；研究了旋冲钻井参数与钻遇地层抗钻特性参数的关系。
3、分析了射流式液动冲击器的运动和受力，建立了射流式液动冲击器冲锤的运动微分方程；通过模拟计算，得出了冲击器结构参数对冲击器性能参数的影响规律；得出了确定冲击器主要部件结构参数的方法。
4、应用波动理论分析了冲击器功率传递机构的合理性，成功地将波动理论应用于冲击器设计中，指导了冲击器结构的改进，优化了冲击器结构，提高了冲击器功率传递效率。应用本文研究成果进行旋冲钻井实践，取得了明显的效果。
本文通过对旋冲钻井破岩基础理论和射流式液动冲击器设计理论的研究，发展和完善了旋冲钻井技术，丰富了岩石破碎理论。本论文的研究成果不仅具有很强的理论意义，而且对旋冲钻井技术的进一步发展和推广应用具有重要的现实意义。