中石油两级技术专家班课题研究报告
课题题目 ：
XXXXXXXX
所在院系：
网络与继续教育学院
专
业：
XXXXXXXX
学生姓名：
XXXXXX
学
号：
班
级：CNPC 第十期两级技术专家进修班
指导教师：
XXXXXX
完成日期：0 2020 年 年 2 12 月 月 0 10 日
楷体，二号，居中
液动旋冲工具及配套技术的优化完善 姓名
（单位）
摘要
：松辽盆地深部地层硬度高、研磨性强、可钻性差，机械钻速较低。通过近五年的攻关研究，研制出了一种新型提速工具—液动旋冲工具，在大庆、吉林等油田进行了大规模推广应用，提速效果显著。但仍存在着寿命低、钻具结构及钻头匹配不合理等问题。针对这些问题开展攻关，对工具结构、工艺处理方法等进行优化完善，提升运动部件的耐磨性和抗冲击性能，提高工具的综合性能和可靠性。进行相应的配套技术措施优化完善，增强与工具的配伍性。提高整体提速效果。
关键词：提速工具；优化完善；综合性能；提速效果 1 引言 目前深井仍是储量获取的主要方式。2018 年大庆油田深层钻井 5 口井，总进尺 2.18万米，占总勘探进尺 23.44％。松辽盆地深层地层硬度高、研磨性强、可钻性差，平均机械钻速1m/h左右，还有较大的提升空间。应用PDC钻头配合螺杆钻进，井温高，效果不理想；应用气体钻井技术，地层易出水，引起井下复杂。九十年代开始冲击钻井工具研究，2011 年以来，振动冲击辅助破岩的提速工具成为主流。国外阿特拉公司的扭力冲击器在新疆等油田应用效果突出，胜利钻井院的冲击钻井工具在中石化应用效果明显。大庆钻探 2013 年研制了液动旋冲工具，已累计使用了 130 口 井 400 趟钻，平均提速达到 90%以上，为大庆油田深层钻井提速做出了突出贡献。但经过几年应用也暴露出一些问题，如工具磨损较快寿命低、压耗高、配套工艺技术有待完善等问题。为此，需要开展液动旋冲工具及配套技术优化完善研究，以提高工具的综合使用性能及适用性，为进一步提高深层钻速提供技术支撑。
2 工具优化完善 技术研究 2.1 抗冲蚀技术优选 攻关前主要通过调质处理提高零件硬度，但在使用过程中，工具寿命达到120h 后，易损件表面均有不同程度的冲蚀。
攻关后通过高频淬火、激光火焰、表面喷涂，将零件硬度由 45HRC 提高到50RHC，工具室内试验 160h 后，易损件表面基本无磨损，但窗口出现明显冲蚀。课题题目，黑体，三号，居中，1.5 倍行距，段前、段后均 0 黑体，小四，加粗 宋体，小四，1.25 倍行距 中文黑体，数字 Arial，四号，加粗，居左，1.25倍行距，段前0.5行，段后0行 中文黑体，数字 Arial，居左，1.25倍行距，段前 0.5 行，段后 0 行 姓名、单位，宋体，小四，居中，1.5 倍行距，段前、段后均 0 中文宋体，数字英文新罗马，小四，两端对齐，首行缩进，1.25 倍行距，段前段后均为 0
这对这一问题，分别采用陶瓷、硬质合金强化方式提高窗口的耐冲蚀性能，通过局部窗口强化单元室内试验 200h 后，陶瓷强化的窗口出现裂纹，硬质合金强化表面及窗口无明显冲蚀，采用硬质合金强化效果优于陶瓷强化。
攻关前（120h）
表面处理（160h）
硬质合金强化（200h）
图 1 处理前后对比图 2.2 液动旋冲工具结构优化与完善
7″液动旋冲工具由锤头、盘阀组、传压传扭机构、往复冲击机构、动力机构等组成。钻井过程中，钻井液通过驱动动力机构，带动盘阀组对锤头做功，从而在钻头周向产生均匀稳定的高频冲击力，在轴向产生高频水力脉冲，使钻头和井底始终保持连续的高频切削，减少扭矩波动，提高钻头切削效率 [1-6] 。
图 2 液动旋冲工具结构
2.2.1 动力机构中心总成连接方式优化 攻关前动力机构中心总成连接方式主要采用销轴铰接连接方式，该机构结构复杂且抗扭力低，室内试验 120h 后，连接机构严重磨损导致工具不动作。
攻关后针对 7″液动旋冲工具中心总成销轴铰接方式复杂，抗扭能力低的问题，对中心总成进行了改进，将连接方式优化为十字键插接，结构简单，传扭处剪切面增大（由 597mm²增至 1797mm²），抗扭能力增加 2 倍，室内单元试验 200h后传动平稳。现场试验 243.35h 后，出现轻微磨损后也能保证旋转体平稳运转。
中文黑体，数字 Arial，小四，居左，1.25 倍行距，段前、段后 0 行 中文黑体，数字 Arial，五号，居中，1.25 倍行距，段前、段后 0 行
2.2.2 往复冲击机构优化 2.2.2.1 过流孔优化 攻关前下盘阀过流孔采用对称分布，但在工具拆解后，锤头敲击直面完好，而其冲击弧面磨损严重。
3 室内 测试
4 配套技术优化完善研究 5 现场 试验 6 结论 1）
2）
3）
4）
参 考 文 献 标题“参考文献”不可省略，设置成字体：黑体，居中，字号：小三，1.5 倍行距，段前、段后均为 0。
参考文献内容设置成字体：中文宋体，英文和阿拉伯数字 Times New Roman，居左，字号：五号，多倍行距 1.25，段前、段后均为 0，选择网格对齐选项，续行采用缩进格式。
参考文献的著录，按论文中引用顺序排列。
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