Parameter calculation and analysis of a novel concave surface PDC cutter
-
摘要: PDC钻头在石油天然气钻井和地质勘探钻进中得到了广泛的应用，但是，钻井中钻具的振动及其引起的PDC非正常磨损，影响了这种先进方法的技术经济效果。国内外钻探工作者提出使用楔形和圆柱形切削具，对于防止振动及其非正常磨损、提高钻探技术经济指标起了一定的作用，但未根本解决。俄罗斯专家提出使用凹状曲面PDC切削具，经过理论计算和分析对比，对其进行了计算机模拟，给出了有关参数（凹状曲面圆锥顶角，安装前角），对于解决PDC振动问题有一定参考价值，值得引起我们的注意。Abstract: PDC bits are widely used in oil and gas drilling， and geological exploration drilling. However， vibrations and abnormal wear of the bits resulting from them compromise the technical and economic effectiveness of the advanced drilling method. The wedge and conic form PDC cutters proposed by both Chinese and foreign specialists have been somehow effective in preventing the vibrations and abnormal wear of drill bits， and increasing the technical and economic indexes； but they can not eliminate the problem completely. Russian scientists have proposed a new type concave PDC cutter， performed computer simulation， and presented related parameters （concave cone angle and rake angle） through theoretical calculation and analytical comparison. The concave PDC cutter can provide some reference for solving the vibrations of PDC bits； thus， it is noteworthy for us to pay attention to.
-
Key words:
- PDC bit /
- vibration /
- anomaly wear /
- concave PDC /
- concave cone angle /
- rake angle
-
-
[1] 胡郁乐，张惠，王稳石，等.深部岩心钻探关键技术［M］.武汉：中国地质大学出社，2018.HU Yule， ZHANG Hui， WANG Wenshi， et al. Key Technologies in Deep Core drilling［M］. Wuhan： China University of Geosciences Press， 2018．
[2] [2] 汤凤林，段隆臣，ЧихоткинВ.Ф.，等.关于利用系统论方法设计金刚石钻头的分析研究［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2020，47（1）：13-19．
TANG Fenglin， DUAN Longchen， CHIKHOTKIN V. F.， et al. Analytical research on design of diamond drill bit with system theory approach［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2020，47（1）：13-19．
[3] [3] 朱恒银，王强，杨展，等.深部地质钻探金刚石钻头研究与应用［M］.武汉：中国地质大学出版社，2014.ZHU Hengying， WANG Qiang， YANG Zhan， et al．Research and Application of Diamond Bit for Deep Geological Drilling［M］. Wuhan： China University of Geosciences Press， 2014．
[4] [4] 朱恒银，王强，杨凯华，等.深部岩心钻探技术与管理［M］.北京：地质出版社，2014．ZHU Hengyin， WANG Qiang， YANG Kaihua， et al. Deep Core Drilling Technology and Management［M］. Beijing： Geological Publishing House， 2014．
[5] [5] 段隆臣，潘秉锁，方小红.金刚石工具的设计与制造［M］.武汉：中国地质大学出版社，2012．DUAN Longchen， PAN Bingsuo， FANG Xiaohong. Design and Manufacture of Diamond Tools［M］. Wuhan： China Univer-sity of Geosciences Press， 2012．
[6] [6] 汤凤林，沈中华，段隆臣，等.深部各向异性硬岩钻进用新型金刚石钻头试验研究［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2017，44（4）：74-79．
TANG Fenglin， SHEN Zhonghua， DUAN Longchen， et al．Experimental research on new type diamond bit for drilling in deep hard anisotropic rocks［J］. Exploration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling）， 2017，44（4）：74-79．
[7] [7] 汤凤林，沈中华，段隆臣，等 .关于切削型多节式刮刀钻头的分析研究钻头的分析研究［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2017，44（6）：88-92．
TANG Fenglin， SHEN Zhonghua， DUAN Longchen， et al．Analytical research on cutting type multitierwing bit［J］. Exproration Engineering （Rock & Soil Drilling and Tunneling），2017，44（6）：88-92．
[8] [8] Третьяк А.А.， Борисов К.А. Классификация поломок пласти PDC，вызываемых забойными вибрациями при бурении скважин［С］. Результаты исследований-2020： Материалы 5-ой Нациогальной конференции профессорско-преподавательского состава и научных работников ЮРГПУ（НПИ）-Новочеркасск， 2020：252-254.
[9] [9] Р.Р.Мингазов， Г.Г.Ишбаев и др.，Снижение вибраций в процессе бурения путем совершенствования конструкции PDC долот［J］. Бурение и нефть， 2021（7）：13-18.
[10] [10] 汤凤林，赵荣欣，周欣，等.深部钻进用新型复合片钻头的试验研究［J］.钻探工程，2023，50（1）：39-48.
TANG Fenglin， ZHAO Rongxin， ZHOU Xin， et al. Experimental research on a new generation PDC bit used for deep drilling［J］. Drilling Engineering， 2023，50（1）：39-48.
[11] [11] Нескоромных В.В.，Попова М.С.，Л Баочанг.Влияние среды прибойной зоны скважины на эффективность разрушения горной породы резцом PDC［J］. Известия Томского политехнического университета. Инженеринг георесурсов. Россия， г.Красноярск， 2021（9）：119-127.
[12] [12] Нескоромных В.В.， Попова М.С.， Л Баочанг. Резцы PDC с вогнутой поверхностью режущей грани［J］. Известия Томского политехнического университета.Инженеринг георесурсов. Россия， г.Красноярск， 2022（4）：181-192.
[13] [13] Нескоромных В.В.，Попова М.С.，Чихоткин А.В.Методика проектирования долот с резцами PDC，учитывающая динамические процессы резания-скалывания горной породы и сопротивление среды［J］. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море， 2020（4）：14-17.
[14] [14] Нескоромных В.В. др и.Алгоритм управления системой алмазного буррения［J］. Известия Томского политехнического университета.Инженеринг георесурсов. Россия， г.Красноярск， 2022，（11）：114-126.
[15] [15] Hескоромных B.B.， Попова М.С. Разработка методики управления процессом бурения на основе комплексного анализа критериев［J］. Записки Горного Института， 2019， 240：701-710.
[16] [16] Hескоромных B.B.， Попова М.С.， Л Баочанг. Разрушение горных пород при бурении скважин алмазным буровым инструментом［M］. Красноярск，Россия，Сибирский федеральный университет， 2020.
[17] [17] Нескоромных В.В. Оптимизация в геологоразведочном производстве［M］. Красноярск： Сибирский федеральный университет， 2013.
[18] [18] Нескоромных В.В.， Попова М.С.， Харитонов А.Ю. Влияние сил сопротивления на глубину резания–скалывания горной породы алмазным резцом［J］. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020，331（10）：40-48.
[19] [19] А.А. Буканов， Л.К. Горшков， А.И. Осецкий， Н.В. Соловьев.Принципы конструирования и эксплуатации алмазного породоразрушающего инструмента［J］. Разведка и охрана недр， 2013（7）：44–49.
[20] [20] Коротков А.В. Современный взгляд на основные задачи оптимизации алмазного бурения［J］. Известия сибирского отделения РАЕН. Геология， поиски и разведка рудных месторождений. 2011，2（39）：205-209.
[21] [21] Борисов К.И. Современные методы оценки сопротивления горных пород резанию-скалыванию при бурении долотами PDC［M］. Томск： ТПУ， 2013.
[22] [22] А.Я. Третьяк， В.В. Попов， А.Н. Гроссу， К.А. Борисов/Инновационные подходы к конструированию высокоэффективного породоразрушающего инструмента［J］. Горный информационно-аналитический бюллетень， 2017（8）：225-230.
-
计量
- 文章访问数: 140
- PDF下载数: 50
- 施引文献: 0
下载: