減振沖擊鉆井系統(tǒng)設計研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井技術依靠沖擊器產(chǎn)生沖擊載荷并作用在鉆頭上來破碎巖石。該技術能夠有效提高硬地層鉆井速度，能夠防止硬地層及復雜地層鉆井中的井斜問題。在鉆進硬地層時，井底鉆壓波動將使鉆頭跳離井底、與井底產(chǎn)生不連續(xù)的接觸，影響了該鉆井技術的應用效果。因此，減小井底鉆壓的波動，研究減振沖擊鉆井系統(tǒng)具有實用價值。 論文首先運用底部鉆具組合運動狀態(tài)模擬試驗裝置，在室內(nèi)對直井眼中井底鉆壓波動規(guī)律進行模擬實驗研究，分析得出了不同底部鉆具組合在不同參數(shù)

2、組合下的井底鉆壓波動的振幅、頻率和相位規(guī)律，為減振沖擊鉆井系統(tǒng)的設計提供相關的依據(jù)。其次，基于室內(nèi)模擬實驗結(jié)論和沖擊器設計原則，設計了一套減振沖擊鉆井系統(tǒng)，給出了沖擊器及減振部分碟形彈簧的設計參數(shù)。再次，建立了減振沖擊鉆井系統(tǒng)的縱向振動分析模型，進行了減振沖擊鉆井系統(tǒng)動力學分析；分析結(jié)果表明，為了能夠發(fā)揮最佳的沖擊旋轉(zhuǎn)破巖效果并且避免能量傳遞的損失，沖擊器的沖擊頻率應該與鉆壓波動頻率相一致，同時還要使沖擊頻率和鉆柱的固有頻率分開。最后，