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泵注反循环岩屑粒径对最低排量的影响实验 被引量：2
1
作者 周劲辉 张勇 +3 位作者 高德利 浦世雄 王睿博 韦帮伟 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期159-164,共6页
介绍了泵注反循环钻井的基本原理和特点。利用泵注反循环岩屑运移模拟实验装置,以清水为循环介质,对6种不同粒径的岩屑上返所需要的最低排量(流速)进行了实验。探讨了最低排量和循环压耗随岩屑粒径的变化规律。实验结果表明:岩屑上返的... 介绍了泵注反循环钻井的基本原理和特点。利用泵注反循环岩屑运移模拟实验装置,以清水为循环介质,对6种不同粒径的岩屑上返所需要的最低排量(流速)进行了实验。探讨了最低排量和循环压耗随岩屑粒径的变化规律。实验结果表明:岩屑上返的最低排量和循环压耗随岩屑粒径的增大呈现非线性的增加,当岩屑粒径超过4.75mm后,循环压耗的增幅加大;岩屑在水平段运移所需的最低排量小于在弯曲段和直井段运移所需的最低排量。实验结果为泵注反循环钻井方法的应用和水力参数的优化提供了依据。 展开更多
关键词 泵注反循环 岩屑粒径 岩屑运移 最低排量 循环压耗
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基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型
2
作者 赫文豪 李欣龙 +6 位作者 张润青 刘利 史怀忠 黄中伟 熊超 陈振良 吴洪志 《工程设计学报》 北大核心 2025年第1期23-31,共9页
随着我国油气资源探测重心不断向深层、超深层迈进,油气勘探难度不断增大,且深层硬地层岩石强度高及研磨性强,可钻性变差,导致整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩的钻头破岩性能,锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC(polycrystalline diamond ... 随着我国油气资源探测重心不断向深层、超深层迈进,油气勘探难度不断增大,且深层硬地层岩石强度高及研磨性强,可钻性变差,导致整体机械钻速偏低。为提高深层硬岩的钻头破岩性能,锥形齿被广泛应用于混合布齿PDC(polycrystalline diamond compact,聚晶金刚石复合片)钻头设计,但锥形齿的破岩体积较小,其布齿方法需要更全面的理论支撑。为此,以破岩比功为目标函数,通过明确不同类型PDC齿在切削破岩过程中的切削力与切削能耗等物理参数,利用最大岩屑粒径和岩屑粒径分形维数建立了基于岩屑形貌分形特征的PDC齿破岩比功评估模型。同时,通过与常规平面形PDC齿对比,探究了锥形PDC齿的破岩性能,并分析了切削深度、切削角度与切削速度对PDC齿破岩性能的影响规律。结果表明,锥形PDC齿适用于大切削深度低能耗破岩,而常规PDC齿适用于高速小切削深度破岩,且2种PDC齿的工作角度均推荐为20°左右。锥形PDC齿适合布置在混合布齿PDC钻头的中心顶点和冠顶区域,而常规PDC齿适合加密布置在钻头的鼻部至肩部区域。研究结果可为揭示PDC齿破岩生成的岩屑粒径分布规律和指导混合布齿PDC钻头设计提供理论依据。 展开更多
关键词 锥形PDC齿 切削破岩 分形维数 岩屑粒径 破岩比功
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考虑粒径分布的深水环空岩屑浓度研究及应用 被引量：4
3
作者 夏环宇 翟应虎 +2 位作者 王磊 陈静 张毅 《科学技术与工程》 2011年第35期8876-8881,共6页
深水低温对钻井液性能影响显著,其黏度和切力的改变使深水携岩与常规陆上钻井不同。由于温度降低带来钻井液性能的改变对不同粒径岩屑上返速度的影响程度不同,因此在深水携岩研究中,考虑岩屑粒径分布是必要的。分析了温度变化对钻井液影... 深水低温对钻井液性能影响显著,其黏度和切力的改变使深水携岩与常规陆上钻井不同。由于温度降低带来钻井液性能的改变对不同粒径岩屑上返速度的影响程度不同,因此在深水携岩研究中,考虑岩屑粒径分布是必要的。分析了温度变化对钻井液影响,建立了考虑岩屑粒径大小及粒径分布、机械钻速及钻井循环时间等影响因素的深水钻井分岩屑粒径的环空浓度计算新模型,从而获得了深水钻井中全井及井眼各段环空内岩屑浓度大小及其浓度随循环时间变化的分布与变化规律;并在现场深水钻井岩屑浓度的分析计算中,取得了良好的应用效果。 展开更多
关键词 深水钻井 低温 岩屑粒径分布 岩屑浓度 机械钻速 应用
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不同粒径岩屑抗剪性能及水孔填塞效果研究 被引量：2
4
作者 张智宇 张全龙 +2 位作者 曾继鹏 李卓 黄永辉 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第1期54-62,共9页
针对云南华联锌铟股份有限公司矿山采矿大孔径露天台阶深孔爆破中的水孔填塞质量及冲孔问题,通过炮孔填塞基础理论、岩屑颗粒抗剪性能基础力学实验、矿山生产现场爆破漏斗实验等方法,对矿山大理岩岩屑颗粒粒径对填塞体的力学性能和填塞... 针对云南华联锌铟股份有限公司矿山采矿大孔径露天台阶深孔爆破中的水孔填塞质量及冲孔问题,通过炮孔填塞基础理论、岩屑颗粒抗剪性能基础力学实验、矿山生产现场爆破漏斗实验等方法,对矿山大理岩岩屑颗粒粒径对填塞体的力学性能和填塞质量影响开展了一系列研究,分别构建了爆破漏斗体积及爆破漏斗半径随填塞料粒径大小数学表达式。研究结果表明:粒径大于0.5 mm的牙轮钻岩屑颗粒占比较高区域集中在岩屑堆短边0.2~0.7 m、长边0.2~1.2 m范围内;水孔填塞效果判定的主要力学参数为岩屑颗粒抗剪性能,随着岩屑颗粒粒径的增加内摩擦角呈现增大趋势,黏聚力则明显下降,可认为是无黏性颗粒堆积体;爆破漏斗体积及半径随粒径增长呈现指数的先增长后稳定的变化趋势,最佳填塞料粒径区间为1~3 mm。经现场生产实验,冲孔率由27%降低至4.6%,大块率下降了8%,故一定粒径范围的岩屑颗粒能很好地解决露天水孔填塞爆破效果问题。该研究结果不仅对水孔填塞理论进行了补充和完善,还为水孔填塞技术设计提供了依据。 展开更多
关键词 水孔爆破 岩屑粒径 抗剪性能 填塞效果 爆破漏斗 冲孔率 大块率
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页岩气水平井岩屑沉降规律仿真 被引量：2
5
作者 陈锟 夏成宇 +3 位作者 冯超 方永 王旭东 吴霁薇 《石油机械》 北大核心 2021年第11期1-9,共9页
现有针对岩屑运移的研究都是提取环空中某个位置的岩屑体积分数、岩屑速度及岩屑床厚度等,由于井筒岩屑不是均匀分布,不同截面提取结果差异较大,导致分析的准确性较低。为此,考虑环空底部井筒不同位置的岩屑量,基于欧拉液固两相流模型和... 现有针对岩屑运移的研究都是提取环空中某个位置的岩屑体积分数、岩屑速度及岩屑床厚度等,由于井筒岩屑不是均匀分布,不同截面提取结果差异较大,导致分析的准确性较低。为此,考虑环空底部井筒不同位置的岩屑量,基于欧拉液固两相流模型和SST k-ω模型,建立了三维井眼环空岩屑运移模型,在分析岩屑体积分数和岩屑速度的基础上,通过Fluent软件分析整个环空中岩屑质量,提出了环空内含有岩屑质量的量化方法,分析了幂律流体中钻杆转速、环空返速、岩屑粒径、机械钻速及偏心度等对环空内沉降的岩屑量的影响。分析结果表明:环空内的岩屑大部分位于低速区,少部分位于高速区,造成岩屑难以运移,钻杆转动比钻杆静止时环空内沉降的岩屑量要少;利用提高钻杆转速、减小岩屑粒径、增大钻井液排量及减小机械钻速等手段,可以有效减少环空内沉降的岩屑质量;同时通过减小钻杆偏心度可以增大环空上部高速区面积,减少岩屑的沉积。所得结论对水平井和大位移井环空内井筒清洁和高效作业具有指导意义。 展开更多
关键词 水平井 岩屑沉降 岩屑运移 岩屑速度 体积分数 机械钻速 岩屑粒径
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潜孔钻机钻孔岩屑颗粒分布与分形特性研究
6
作者 吕兆川 杜佳明 +1 位作者 张禹 赵玉军 《矿山机械》 2024年第9期1-5,共5页
为研究潜孔钻机打孔作业上返岩屑分布特性,对钻机打孔产生的碎石颗粒进行了筛分、测定和分析。运用Rosin-Rammler(R-R)和Gaudin-Schuhmann(G-S)分布模型对试验数据进行拟合对比。结果表明:岩屑粒径分级两端占比较大,<0.074 mm粉尘与&... 为研究潜孔钻机打孔作业上返岩屑分布特性,对钻机打孔产生的碎石颗粒进行了筛分、测定和分析。运用Rosin-Rammler(R-R)和Gaudin-Schuhmann(G-S)分布模型对试验数据进行拟合对比。结果表明:岩屑粒径分级两端占比较大,<0.074 mm粉尘与>5 mm粗颗粒含量分别占23.5%和25.9%。钻孔产生的岩屑粒径符合R-R和G-S模型分布规律,分布指数m_(R-R)=0.398,m_(G-S)=0.232,岩屑颗粒尺寸分级跨度较大。采用分形理论进一步研究岩屑分布特征,分段拟合发现,钻孔岩屑呈现双分形特性,粗颗粒区分形特性更好,分形维数在2.451~2.800之间,岩屑颗粒表现出高分散性。该研究对于穿孔破岩机理分析、设备性能评价和调试参数优化具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 潜孔钻机 岩屑粒径 分布模型 分布指数 分形维数
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