冲旋钻井过程入射波形与能量传递效率关系研究

来源期刊：机械设计与制造2016年第1期

论文作者：安辉 樊军 蒋龙

文章页码：43 - 46

关键词：冲击旋转钻井;理想入射波形;能量传递效率;波动力学;

摘    要：冲旋钻井技术在石油钻井过程中应用广泛,如何提高钻井效率是关键问题。钻井效率与能量传递效率有直接关系,而决定冲击机械能量传递效率的因素中理想入射波形起决定性作用。针对如何使能量传递效率最大化的问题,即如何获得理想入射波形问题,分析了冲击旋转钻井破岩过程,将冲击器冲击系统简化为一维模型,用线性分段函数图像简化钻头与岩石的相互作用;基于冲击系统力学模型建立钻头与岩石相互作用的控制方程,引入无量纲参数β,推导出了使破岩效率最大化的理想入射波形表达式;详细对比分析了不同增长率下应力波形的破岩效率,得出了能量传递效率与理想入射波形的对应关系,根据所得理想入射波形为冲击钻具设计和现场作业提供了理论依据。