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1、旋冲钻井技术旋冲钻井技术报告人报告人 ：曾：曾 胜胜班级：班级：09级机自级机自5班班旋冲钻井破岩特点旋冲钻井破岩特点旋冲钻井破岩特点旋冲钻井破岩特点2射流式冲击器射流式冲击器射流式冲击器射流式冲击器3概概概概 述述述述1旋冲钻具的设计原则旋冲钻具的设计原则旋冲钻具的设计原则旋冲钻具的设计原则4意见和建议意见和建议意见和建议意见和建议5 旋冲钻井是在常规钻井的基础上加装冲击钻具，在旋转破岩的同时对钻头施加一个高频冲击力，从而实现旋转与冲击联合破岩的钻井技术。 一、一、 概概 述述 基于冲击钻井的破岩机理和技术特点，自诞生以来，其发展速度极快，在矿山、石油钻井、地质勘探等诸多领域都得到了广泛的应
2、用。冲击器是冲击钻井的关键设备，其种类繁多，按其作用方式可分为夜动式、气动式、机械式、电动式等。在我们石油钻机领域用得最多的是气动式和夜动式两种。钻头工作刃接触井底时，先把井底凸起部分压碎而整平井底。钻头工作刃作用力逐渐增加，工作刃接触处产生弹性变形。钻头工作刃作用力继续增加，钻头工作刃下面的岩石，开始出现破碎，工作刃吃入岩石且周围岩石内形成放射性的裂纹。随着钻头工作刃的挤入，已经产生裂纹的岩石被压碎，形成许多贝壳状的碎块。随着钻头工作刃继续吃入，工作刃周围的碎屑被崩排出来，形成一个破碎坑，工作刃的作用力随之降低下来。一次冲击作用完成后，又进行下一次冲击。 旋冲钻井破岩机理旋冲钻井破岩机理1
3、1、旋冲钻井定义及破岩效果、旋冲钻井定义及破岩效果 旋冲钻井技术是在旋转钻井的基础上，再增加一个由冲击器产生的高频冲击作用，使钻头承受周期性的冲击载荷。旋冲钻井由冲击载荷与静压旋转联合作用破碎岩石。在硬地层中钻进，提高机械钻速显著。旋冲钻井与旋转钻井钻速对比图旋冲钻井与旋转钻井钻速对比图 旋冲钻井技术应用于硬脆性地层，平均机械钻速提高30%。2 2、常用冲击器的类型、常用冲击器的类型一、概 述序号分类方式类型适用条件1 1动力方式气动冲击器受地层和设备限制2 2液动冲击器不受地层和设备限制3 3气液混合受地层和设备限制4 4油压冲击器工厂车间5 5电动冲击器地面工作6 6结 构阀式正、反、双作
4、用多用于浅井（3000m）7 7射吸式适于小口径8 8射流式不受井深限制旋转钻进牙轮钻头破岩特点旋转钻进牙轮钻头破岩特点 牙轮钻头的牙齿在钻压的作用下吃入岩石，将岩石压碎；由于钻头旋转，牙齿与岩石接触时具有一定的速度，且牙齿的单、双齿交替着地引起钻具重心上下运动，形成了牙齿对井底的冲击作用；若牙轮在井底滚动的同时还产生相对井底的滑动，则牙齿尚有剪切作用。旋冲钻井钻具组合旋冲钻井钻具组合 钻头（牙轮）+ 冲击器 + 钻铤 + 钻杆 + 方钻杆二、旋冲钻井破岩特点二、旋冲钻井破岩特点 能够有效提高硬地层钻进速度。 能够有效地防止复杂地层钻井中的井斜问题，提高井身质量。 能够减缓钻头磨损，延长钻头寿
5、命，减少钻具损坏，降低钻井成本。 能解决水平井及大位移难加钻压问题。旋冲钻井具有以下优点：旋冲钻井具有以下优点：三、射流式冲击器的结构射流式冲击器的结构及工作原理及工作原理 液动射流式冲击器的结构如图所示。钻井液通过射流元件2的喷嘴出井产生附壁作用，如先附壁于C侧，钻井液由C通道进入缸体3的上腔，活塞受向下的力，当活塞到达缸体下死点时，停止运行，缸体上腔压力瞬间增高，讯号反馈至D通道（控制孔），促使射流由C通道切换到E通道，钻井液经E进入缸体下腔，推动活活塞向上运动，当活塞运行至上死点时，缸体上腔压力瞬间增高，讯号反馈至F通道（控制孔），促使射流由E通道切换到C通道，钻井液经E进入缸体下腔，推
6、动活活塞向下运动，与活塞连接的冲锤5便冲击砧子，砧子通过八方套8与下接头9连接，完成一次冲击。推动活活塞向下运动，与活塞连接的冲锤5便冲击砧子，砧子通过八方套8与下接头9连接，完成一次冲击。当活塞向上运行时，上腔流体由C通道进入B通道，（放空孔），当活塞向下运行时，下腔钻井液由E通道流入B通道，再经与放空孔连通的水道、外筒的腔体、砧子内的通道流经钻头冲洗孔底后由环空返回地面。扭矩通过冲击器八方套传递给砧子和钻头，如此往复，实现旋冲钻井。 旋转钻井的主要工具是液动冲击器，是一种以钻井液为动力，往复向钻头提供冲击力的工具： 该钻具无论在何种情况下不影响钻井液的正常循环。 在钻井液循环的情况下，钻头承受钻压后能自动动作。 冲击器适合满足井眼条件要求的钻井液流量； 可通过钻井液流量调节冲击器性能 结构简单、起动方便、工作稳定、性能可靠等特点。四、旋冲钻具的设计原则六、意见和想法 总的来说现有的冲击钻井工具寿命比较短，较其原因主要是其结构复杂，易损件较多。如夜动冲击器的弹簧、滑阀、换向机构等极易损坏，同时由于其结构发杂，加工难度较大，生产制造成本较高。 想法 ：可以设计一种电磁式的冲击器电磁式的冲击器，其原理类似我们的电铃电铃。
