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高频谐波振动冲击破岩机制及试验分析
  • ISSN号:1673-5005
  • 期刊名称:《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TE21[石油与天然气工程—油气井工程]
  • 作者机构:[1]东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆163318, [2]中国石油大庆油田第六采油厂,黑龙江大庆163114, [3]中国石油钻井工程技术研究院,北京102206
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目(51490650);国家自然科学基金项目(51274072) 东北石油大学研究生创新科研项目(YJSCX2014-011NEPU)
中文摘要:

基于振动学理论,建立高频谐波振动冲击破岩的物理模型和数学模型,应用MATLAB软件对数学模型求解,分析各参数对简谐振动激励下岩石振动的影响,并通过室内试验进一步验证高频谐波振动冲击钻井技术的破岩效果。结果表明:在简谐振动激励下,机械钻速比常规钻井提高了13.2%;岩石刚度、阻尼、临界力与机械钻速呈反比,动态激振力与机械钻速呈正比,激励频率与岩石固有频率越接近,机械钻速越大;机械钻速随着钻压、转速的增加而增加。

英文摘要:

A new and efficient rock breaking technique assisted with high frequency harmonic vibration and impaction was developed for drilling in complicated and hard formations. In this study, physical and mathematical simulation models were established to study the process rock breaking based on the theory of vibration. The mathematical model was solved by the MATLAB software, and the effects of various parameters on rock vibration under the harmonic vibration excitation were ana- lyzed. The effect of the vibration and impaetion technique on rock breaking has been verified through indoor experiments. The experimental results show that the penetration rate under the harmonic vibration excitation is increased by 13.2%. The penetration rate increases with the increase of the dynamic excitation force, while rock's stiffness, damping and critical force have a negative effect on penetration rate. The more closer between the excitation frequency and the natural frequency of rock, the greater the penetration rate is. Nevertheless, the penetration rate also increases with the increasing of the weight on bit and rotation speed.

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期刊信息
  • 《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中国石油大学(华东)
  • 主编:袁静(执行)
  • 地址:山东省东营市北二路271号
  • 邮编:257061
  • 邮箱:journal@upc.edu.cn
  • 电话:0546-83922495 86983262
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5005
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1441/TE
  • 邮发代号:24-273
  • 获奖情况:
  • 本刊1996年以来历届山东省优秀期刊奖,曾荣获1999年全国高校学报优秀期刊二等奖,2001年...,2012年获教育部第四届中国高校精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9288