导读:本文包含了取心钻头论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:坚硬破碎地层,PDC取心钻头,切削齿排布,机械钻速
取心钻头论文文献综述
董晨晨[1]（2019）在《PDC取心钻头在坚硬破碎地层的切削齿排布优化研究》一文中研究指出坚硬破碎地层作为钻井取心工艺中的一个世界性难题,是钻井取心技术人员一直以来关注和研究的对象。本文通过PDC取心钻头在坚硬破碎地层的应用效果及岩性特性的分析和研究,对PDC取心钻头在坚硬破碎地层的切削齿排布进行优化研究,确定PDC取心钻头在坚硬破碎地层的切削齿最优化排布方式,达到在提高PDC取心钻头在坚硬破碎地层中使用寿命的同时,也提高了机械钻速,为提高岩心收获率奠定了基础。(本文来源于《内蒙古石油化工》期刊2019年08期）
田家林,朱志,程文明,杨琳[2]（2018）在《新型随钻取心钻头破岩提速工作机理》一文中研究指出为了获得既能随钻取得岩心又不降低机械钻速的新型钻头,基于前人的研究成果和现有的设计方法,结合随钻取心钻头的结构与破岩特点,设计出了一款全新的随钻取心钻头,并利用台架实验与现场实验对其破岩特性、机械钻速进行测试,将测试结果与理论计算结果进行对比分析。结果表明:(1)新型钻头通过在钻头内部设计一个射流专用通道,经射流喷嘴流出的高压钻井液经过吸附通道产生负压作用,将携带所取岩心进入推送通道回到环空;(2)新型钻头提速增效的效果非常明显,在排量为25 L/s的现场实验中,其提速效果介于5%~40%;(3)实验室测试与现场实验新型钻头的破岩性能与理论计算结果吻合,验证了其可靠性。结论认为,新型钻头在破岩过程中具有"吸附下部岩屑、推送上部岩屑"的效果,可降低岩屑重复破碎率,提速增效效果显着。(本文来源于《天然气工业》期刊2018年06期）
谢正森,康克利,许阳阳[3]（2018）在《PDC取心钻头在新疆油田深部硬地层中的应用》一文中研究指出在新疆油田深部地层中发育有泥页岩、灰岩、白云岩、硅质灰岩、花岗岩,其硬度高,研磨性强,可钻性级别高,传统聚晶金刚石取心钻头机械钻速非常低,使用寿命短,增加了起下钻次数,经济效益差。所以,设计一种能提高机械钻速的取心钻头就显得很有必要。本文对新疆油田深部地层中常见的5种岩石的可钻性、压入硬度、塑性系数和研磨性进行了测试。根据测试结果,结合PDC取心钻头设计理论和方法,设计出适用于新疆油田深部硬地层的新型PDC取心钻头。该取心钻头在现场应用中取得了良好的效果,机械钻速得到显着提高,岩心收获率在95%以上,对提高深井取心时效、降低取心作业成本都具有重要的现实意义。(本文来源于《新疆石油天然气》期刊2018年02期）
曹龙龙,朱永宜,王稳石,张恒春,闫家[4]（2017）在《松科2井叁、四开次取心钻头技术对策与应用效果》一文中研究指出松科2井在叁开(Φ311mm)、四开(Φ216mm)大口径井段取心钻进中,创新实现"同径取心、一径完钻"。大口径取心钻头技术是完成这一技术创新的基础。本文着重阐述了叁、四开在超长钻程、同径取心技术体系中各类大口径取心钻头的选型,以及针对不同地层钻头的改进与应用效果。(本文来源于《第十九届全国探矿工程（岩土钻掘工程）学术交流年会论文集》期刊2017-08-22）
李鹏[5]（2017）在《月岩取心钻头及其低作用力高效能钻进特性研究》一文中研究指出与地质勘探采样相比,月球钻取采样探测的作业环境、作业对象以及作业条件都存在极大差异,这对采样执行单元的钻进能力和钻进效能提出了更高需求。钻进能力体现在月面环境下,利用探测器给定的有限能力,取心钻头对可钻性等级不低于VI级岩石的钻进突破能力,以及对非确知月壤的适应能力和取心能力。钻进效能是指钻进突破月岩功能的实现程度,以及突破月岩所需的综合代价。受月球重力环境、探测器轻量化设计需求的影响,采样机构能提供的用于破碎月岩的作用力有限。此外,受真空环境、辅助排屑介质以及返回时间窗口的限制,月岩钻进过程中既缺少用于散热的空气对流,又没有充足的热传导时间,散热环境十分恶劣。因此,需要针对月岩钻进过程,合理设计取心钻头构型、匹配钻进规程,有效控制月岩破碎负载,从根本上降低钻进温升,实现低作用力条件下的高效能钻进。本课题以月岩为钻进对象,依次开展了1)单元切削刃直线切削模拟月岩力学特性分析与研究;2)模拟月岩切削破碎行为数值模拟与本构参数匹配;3)低作用力高效能岩石钻进取心钻头设计;4)模拟月岩冲击钻进负载特性研究及试验验证。开展单元切削刃直线切削模拟月岩力学特性分析与研究,以可钻性等级为评价依据,筛选地质岩石作为模拟月岩样本;开展钻头钻进轨迹分析,将进转比与单刃切削深度等价;基于Mohr-Coulomb剪切破碎失效准则,通过载荷分离处理,建立模拟月岩的单元切削刃直线切削力学模型。获得不同切削规程/构型参数对模拟月岩破碎负载的影响规律,并基于切削负载试验,修正模拟月岩切削破碎模型中的当量摩擦系数。开展模拟月岩切削破碎负载特性数值模拟及参数匹配,以岩石碎屑作为构建模拟月岩仿真模型的最小微元,建立模拟月岩二维/叁维切削破碎离散元模型;基于PB、CCD试验设计方法,以切削负载为宏观响应,分别对两个离散元模型进行本构参数匹配;通过切削负载试验,验证仿真模型准确性。通过数值模拟,获得了不同切削深度和切削角度时,模拟月岩破碎行为及负载特性变化趋势,验证了理论模型中关于密实核区的存在假设。面向月岩低作用力高效能钻进需求,开展月岩取心钻头构型设计研究,以月壤排屑取心功能为设计目标,确定带有取心阻隔结构的球面螺旋型月岩取心钻头基体构型;以岩石钻进特性为设计依据,确定尖角立刃的钻头切削刃构型;根据钻头构型几何解析方程,将单刃碎岩理论模型拓展至回转钻进过程,建立模拟月岩钻进破碎负载预测模型;基于钻进负载特性试验,分析钻头五个构型参数(前倾角、侧倾角、尖角高度、尖角位置系数、尖角跨距)对岩石破碎负载特性的影响趋势;以钻进负载最小为目标,开展月岩取心钻头构型参数设计与优选,并验证优选后的取心钻头钻进效能。通过研究获得一种能够以较低破碎载荷被增系数钻进岩石的月岩取心钻头构型,且该钻头在钻进月壤时仍具备较高的排屑/取心能力。开展冲击辅助破碎的模拟月岩钻进负载特性研究,以钻取采样机构冲击传动链为分析对象,建立冲击锤与钻杆碰撞等效模型、冲击应力在细长钻杆中传递的理论模型;基于岩石弹性变形假设,建立模拟月岩单刃动载侵入破碎力学模型;根据不同工作阶段下的岩石切削破碎形式,建立模拟月岩的切削冲击破碎负载预测模型,并将该模型拓展至岩石冲击钻进过程。通过研究获得由钻具传递至月岩取心钻头上的入射应力函数,求解出岩石冲击破碎区包络边界,并得到钻进规程参数(冲击频率、进尺速率、回转转速)对岩石冲击钻进负载的影响趋势。通过开展月岩取心钻头及其低作用力高效能钻进特性研究,获得回转/冲击钻进模式下的模拟月岩破碎行为及其负载特性,并研制一种能够在低作用力条件下实现月岩高效能钻进的取心钻头,为探月工程叁期取心钻头产品设计提供备选方案,为面向月岩高效钻进的在轨作业规程设置提供技术支持。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-07-01）
冯帆,万步炎,黄筱军[6]（2016）在《海底松软地层取心钻头的设计与结构优化》一文中研究指出针对于海底松软地层取心困难,设计了一种新型海底底喷取心钻头,并进行了陆地钻进试验,初步验证了钻头的可行性。利用CFD软件对钻头孔底流场进行数值分析,得出了冲洗液平均上返速度。同时利用ANSYS进行流固耦合仿真,分析了钻头在海底加压钻进时的受力情况。以冲洗液最大上返速度与钻头最大应力为设计目标,以钻头水眼、水槽、隔水间隙的尺寸为设计变量,通过中心复合设计法生成试验所需的设计变量的样本点,对生成的样本点进行有限元分析得到样本点的响应点,借助最小二乘法建立近似模型二阶响应曲面。采用折中法建立多目标优化模型,并用遗传算法进行求解。结果表明,冲洗液上返速度上升7%,钻头最大应力降低13%。(本文来源于《机械设计》期刊2016年07期）
舒慧[7]（2016）在《高速PDC取心钻头的计算机辅助设计》一文中研究指出随着我国石油天然气资源开发逐渐进入中后期阶段,人们逐渐向更深更硬地层进行钻井取心作业,钻井操作的难度系数也逐渐增加。作为现代油气井技术中钻进取心的关键工具,PDC取心钻头具有钻速快、稳定性好和使用寿命长等优点,多年来一直受到广泛应用。然而,PDC取心钻头在钻进硬岩地层时,容易产生钻速慢、磨损快等问题,严重降低了钻头的钻进效率和使用寿命。实践经验表明,钻头的性能与其结构设计紧密相关,合理的结构设计能够提高钻头的钻进速度,减少磨损,达到快速高效的钻井目的。因此,随着井下动力钻具的不断发展,对于高速环境下使用的PDC取心钻头开展研究工作具有重要的实际意义和学术价值。本论文首先对高速PDC取心钻头的结构设计进行研究分析。针对高速PDC取心钻头的冠部结构,提出了叁种基本冠部剖面形状设计模型,并对每种冠部形状的参数化设计方法进行总结。通过对比分析叁种冠部形状的优缺点,选取适合高速PDC取心钻头结构设计的冠部形状,根据PDC取心钻头布齿理论对其进行布齿设计。其次,研究分析高速PDC取心钻头的受力情况。对切削齿受力情况与切削参数、切削齿后倾角及岩石可钻性级值等因素之间的相互关系进行分析研究,建立单个切削齿的力学计算模型,并在此基础上对钻头整体力学分析模型进行研究。采用有限元分析法求解高速PDC取心钻头在不同切削深度条件下的最大应力值与变形量,并对钻头进行强度校核,验证所设计钻头结构具有足够的强度与稳定性。然后,采用FLUENT软件对高速PDC取心钻头进行井底流场模拟分析,详细描述钻头底面、切削齿和排屑槽附近区域的速度和压力分布特性。模拟计算钻头在不同流量、钻速和切削深度条件下的井底流场速度和压力变化,通过对钻头上各切削齿表面速度变化进行分析研究,检验钻头的清洗、冷却效果是否达到设计要求,验证钻头结构设计的合理性。最后,基于结构设计理论对高速PDC取心钻头结构设计程序软件进行编写。采用Visual Basic 6.0语言对SolidWorks软件在高速PDC取心钻头结构设计上进行二次开发,这对于合理、科学地设计高速PDC取心钻头具有很高的实用价值和开发意义。本文所进行的高速PDC取心钻头的计算机辅助设计对硬岩钻井作业具有一定的指导意义,通过对钻头结构进行设计研究,模拟计算其井底流场分布情况,并编写了一套结构参数程序化设计软件,最终取得了如下研究成果：1.通过对PDC取心钻头的冠部剖面形状以及布齿设计理论进行设计研究,在对比分析叁种基本冠部形状的优缺点后,总结得出高速PDC取心钻头应选取抛物线形冠部形状设计,并采用直线刀翼式布齿结构,选取刀翼数量为8个,切削齿数为48个,以此达到高速钻进的目的。2.建立了单个切削齿受力与切削参数、切削齿后倾角及岩石可钻性级值之间的力学模型,并在此基础上提出了钻头整体力学分析模型。运用WORKBENCH软件求解出高速PDC取心钻头在切削岩石深度为2mm时,所受到的最大应力值为18.22MPa,最大变形量为0.0108mm；当切削岩石深度为4mm时,所受到的最大应力值为56.331 MPa,最大变形量为0.0333mm；当切削岩石深度为6mm时,所受到的最大应力值为117.48MPa,最大变形量为0.0695mm并对钻头进行强度校核,验证所设计钻头结构的强度与稳定性均满足设计要求。3.采用FLUENT软件对高速PDC取心钻头在不同流量、钻速和切削深度条件下的井底流场速度和压力变化进行模拟计算,分析结果表明：随着转速的逐渐增大,井底压力梯度与流体速度也会随之增大,钻头的清洗、冷却效果则越好,而切削深度的增加使井底压力梯度与流体速度减小,导致岩屑堆积在钻头上,对钻头的清洗、冷却效果造成影响,流量则几乎不影响井底流场的速度和压力分布。4.编写了高速PDC取心钻头结构参数化设计程序软件。根据高速PDC取心钻头的结构特点将其划分为四个结构单元,并分别建立相应的单元数据库,采用VB语言将钻头结构单元数据库与SolidWorks软件进行链接,通过调用程序控制SolidWorks软件自动绘图,完成高速PDC取心钻头的结构设计。本文通过对高速PDC取心钻头的结构进行优化设计,从而达到了钻头高速钻进的目的,运用数值模拟的方法对其井底流场进行模拟计算,并编写了一款高速PDC取心钻头结构参数化设计程序软件,为高速PDC取心钻头的结构设计研究提供了一定的理论基础。(本文来源于《长江大学》期刊2016-04-01）
何录忠[8]（2015）在《月表取心钻头旋转切削热分析及模拟实验研究》一文中研究指出月岩钻进取样过程中钻头切削温度问题是直接影响月表采样项目顺利实施的关键。在月探采样过程中,月表高中空和复杂温度环境,限制了冷却液的使用,且月岩导热率极低,将导致月表钻探中钻头温度快速升高。因此,研究岩石钻进钻头温度及其分布规律对月表钻头材料、结构参数确定等有重要的指导作用,对提高钻头使用寿命、合理选择钻进工艺参数、降低钻进成本有很强的实用价值,对月球钻探采样项目顺利进行有重要意义。本文针对月表钻头旋转切削温度问题,采用理论分析与实验研究相结合的方法进行研究。1.通过调研分析月岩物理力学性质对比地球岩石,以地球中硬岩为研究对象进行钻进切削温度研究。在分析岩石切削模型及机理的基础上,基于摩尔理论和裂纹扩展理论,分析中硬岩石切削状态,认为在中硬岩石切削过程中同时存在脆性切削和延展性切削2种方式,在此基础上提出新的中硬岩石切削模型机理,并设计半孔微钻实验进行验证。模型表明:岩石钻进过程在脆性切削和延展性切削共同作用下进行,不断循环产生小大切屑的过程。2.通过对岩石钻进系统生热分析,明确了岩石切削过程中热源及热量分配。分析钻头钻进岩石过程的热传递,基于傅立叶定律给出了钻头温度微分方程组;并以能量守恒定律为基础,建立了旋转钻进钻头平均温度解析计算模型。模型显示,钻头工作温度主要和钻头、岩石、切削的几何性质、钻进工艺参数以及它们的热物理特性相关。对模型进行计算分析,得出各因素的影响规律,钻头切削温度与岩石钻进过程中钻压力及转速成正增长趋势,且转速的影响率要大于钻压。3.基于月表钻探无水环境及低功耗钻进条件,选用月探低功耗钻机,月表取心钻头模拟月岩钻进实验。设计人工热电偶测温法进行岩石钻进测温实验,实现了钻进过程钻头温度实时采集和存储。实验结果表明:钻头温升现象十分明显,并伴随在整个钻进过程,温度变化呈震荡性;钻进过程钻头温度升高可以分为叁个阶段,初期的快速升温阶段,中期的稳态升温阶段,后期的相对稳定阶段;钻头温度随转速的增大而增大,并且钻头温度随钻进岩石的强度增大而增大,两者呈现较好的正相关性,与钻头平均温度理论计算模型相吻合。(本文来源于《中国地质大学(北京)》期刊2015-05-01）
唐胜利,孙利海,杨亮,张伟,吴金生[9]（2014）在《汶川科学钻探PDC取心钻头有限元分析》一文中研究指出汶川地震断裂带科学钻探项目是在龙门山"北川-映秀"断裂及龙门山前缘安县-灌县断裂附近实施5口科学群钻,由于所实施的5个钻孔都位于地震断裂带上,地层十分松软破碎,普通取心钻进的取心率低、岩心扰动大。为解决该问题,设计并采用了一种超前式隔水防冲蚀PDC取心钻头,取得了良好的效果,提高了岩心采取率,并保证了岩心的原状性。论文通过UG建立的实体模型导入ANSYS Workbench下的CFX流场分析和Steady-Thermal稳定热分析模块,分析了该钻头的井底流场分布、大小以及钻头的冷却效果,并计算孔底有效排粉的最低泵量,以确定超前式隔水防冲蚀PDC取心钻头取心钻进时保证取心率和岩心原状性要求的最优泵量。(本文来源于《地质与勘探》期刊2014年03期）
张仁聪,张绍和,吴晶晶,刘志环[10]（2013）在《超前侧喷绳索取心钻头的研制》一文中研究指出为了解决破碎等复杂地层取心率低的问题,在普通孕镶金刚石钻头的基础上,设计了超前侧喷绳索取心钻头,并进行了野外现场钻进试验。该钻头由含侧向超前水眼的常规钻头与超前齿两部分组成现场试验表明:超前侧喷绳索取心钻头能够实现破碎地层等难取心地层的正常钻进,其实验孔段总取心率达94.1%,大幅度提高了岩(矿)心的采取率;所获岩(矿)心则相对比较完整,基本保持了岩(矿)心原状,解决了钻井液冲蚀岩心的问题(本文来源于《金刚石与磨料磨具工程》期刊2013年06期）
取心钻头论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了获得既能随钻取得岩心又不降低机械钻速的新型钻头,基于前人的研究成果和现有的设计方法,结合随钻取心钻头的结构与破岩特点,设计出了一款全新的随钻取心钻头,并利用台架实验与现场实验对其破岩特性、机械钻速进行测试,将测试结果与理论计算结果进行对比分析。结果表明:(1)新型钻头通过在钻头内部设计一个射流专用通道,经射流喷嘴流出的高压钻井液经过吸附通道产生负压作用,将携带所取岩心进入推送通道回到环空;(2)新型钻头提速增效的效果非常明显,在排量为25 L/s的现场实验中,其提速效果介于5%~40%;(3)实验室测试与现场实验新型钻头的破岩性能与理论计算结果吻合,验证了其可靠性。结论认为,新型钻头在破岩过程中具有"吸附下部岩屑、推送上部岩屑"的效果,可降低岩屑重复破碎率,提速增效效果显着。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
取心钻头论文参考文献
[1].董晨晨.PDC取心钻头在坚硬破碎地层的切削齿排布优化研究[J].内蒙古石油化工.2019
[2].田家林,朱志,程文明,杨琳.新型随钻取心钻头破岩提速工作机理[J].天然气工业.2018
[3].谢正森,康克利,许阳阳.PDC取心钻头在新疆油田深部硬地层中的应用[J].新疆石油天然气.2018
[4].曹龙龙,朱永宜,王稳石,张恒春,闫家.松科2井叁、四开次取心钻头技术对策与应用效果[C].第十九届全国探矿工程（岩土钻掘工程）学术交流年会论文集.2017
[5].李鹏.月岩取心钻头及其低作用力高效能钻进特性研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[6].冯帆,万步炎,黄筱军.海底松软地层取心钻头的设计与结构优化[J].机械设计.2016
[7].舒慧.高速PDC取心钻头的计算机辅助设计[D].长江大学.2016
[8].何录忠.月表取心钻头旋转切削热分析及模拟实验研究[D].中国地质大学(北京).2015
[9].唐胜利,孙利海,杨亮,张伟,吴金生.汶川科学钻探PDC取心钻头有限元分析[J].地质与勘探.2014
[10].张仁聪,张绍和,吴晶晶,刘志环.超前侧喷绳索取心钻头的研制[J].金刚石与磨料磨具工程.2013