基于单齿侵入理论的牙轮钻头钻速方程

作者：李玮; 郑浩然; 开月; 张红卫; 王茂盛; 马旭; 赵敏含

来源：东北石油大学学报, 2013, (01): 85-90+10.

• 单齿侵入理论
• 牙轮钻头
• 钻速方程
• 钻井工程 single-tooth intrusion theory
• cone bit
• drilling rate equation
• drilling engineering

考虑井底水平地应力、钻井流体压力及地层孔隙压力,基于单齿侵入理论推导单齿侵入井底岩石的侵深公式,建立纯滚动锥形齿、楔形齿和滚动、剪切复合运动锥形齿等牙轮钻头的钻速方程.通过实验分析刃尖角、井底液柱压力对单齿侵入深度的影响,以及转速、轴向载荷对微钻头、牙轮钻头机械钻速的影响.结果表明:随着牙齿刃尖角的增大,锥形齿和楔形齿的侵深呈指数递减趋势;随着井底液柱压力的增大,牙齿侵入深度呈指数递减趋势,其中锥形齿降低速率大.在软到中硬地层中,牙齿侵入深度大,冲击侵入、回转剪切复合破岩方式的破岩效率高;在硬度地层中,牙齿侵入深度小,纯滚动冲击侵入破岩效率高.为分析实钻时牙轮钻头的机械钻速提供计算方法.

• 出版日期2013
• 单位中国石油大学（北京）; 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院; 东北石油大学