复合钻进条件下钻进参数优选方法研究

摘要

在对井下动力钻具(螺杆、涡轮)特性和应用井底动力钻具的复合钻井特点进行分析的基础上，通过比较得出螺杆钻具适用于最大钻头水功率的参数优选标准，而涡轮钻具在最大钻头水功率时不能使钻具功率得到有效发挥，需要按照钻具最大功率来优选。同时提出了螺杆钻具最优工况时的钻井参数(钻压、转速)的计算方法，以及涡轮钻具最高机械钻速时，最大功率时的钻压的确定方法。为了在设备承压能力下最大发挥泵的功率，在分析钻井泵工作特性的基础上，提出了在设备承压能力下能最大发挥钻井泵效率的缸套选择方法，并提出了在此缸套选择方法下的相关计算。总结了循环压耗的计算方法，包括流型的判断、不同流体在不同流态下压耗的计算公式，总结提出了钻柱偏心时循环压耗的计算方法，并分析了斜井岩屑运移规律，总结提出了斜井最小环空返速的计算方法。 通过现场得数据对斜井岩屑的运移进行了验证，通过应用螺杆钻具的现场数据的喷嘴直径与计算所得喷嘴直径进行比较，得到较好吻合。编制了井底动力钻具水力参数优选的软件程序。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

第2章井下动力钻具介绍及分析

2.1井下动力钻具概述

2.1.1螺杆钻具概述

2.1.2涡轮钻具概述

2.1.3电动钻具

2.2实心螺杆钻具介绍及分析

2.2.1螺杆钻具的结构

2.2.2螺杆钻具的分类

2.2.3螺杆钻具的工作特性

2.3中空转子螺杆钻具分析

2.3.1中空螺杆钻具的液流系统

2.3.2泵排量与最大扭矩

2.3.3中空转子螺杆钻具的临界排量

2.4涡轮钻具介绍及分析

2.4.1涡轮钻具的结构

2.4.2涡轮钻具的分类

2.4.3常觇涡轮钻具分析

第3章常规水力参数计算

3.1泵缸套的选择

3.1.1钻井泵的工作状念

3.1.2其相关的计算

3.2流念的判断

3.2.1常用流体的雷诺数计算

3.2.2不同流体临界流速、流量计算公式

3.3循环压耗的计算

3.3.1常用的循环压耗的计算方法

3.3.2钻柱偏心对环空压耗的影响

3.3.3工具接头对循环压耗的影响

3.4岩屑返速的确定

3.4.1直井岩屑返速

3.4.2斜井岩屑返速的确定

第4章复合钻进时钻进参数优选

4.1螺杆钻具钻进参数优选

4.1.1钻头最大水功率标准计算方法

4.1.2螺杆钻具最优工况工作状念计算方法

4.2涡轮钻具钻进参数优选

4.2.1最大钻头水功率计算方法

4.2.2涡轮钻具最大功率计算方法

4.2.3涡轮钻具最高机械钻速状态计算方法

4.2.4涡轮钻具最大行程钻速计算方法

第5章复合钻进时钻进参数软件介绍

5.1软件功能简介

5.2软件结构设计

第6章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间研究成果