一种改进杨格模式的新钻速方程

马铭勖,李建平 (中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249)

一种改进杨格模式的新钻速方程

马铭勖,李建平 (中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249)

从修正的杨格模式钻速方程出发,根据刮刀钻头和PDC钻头的特点,提出了一种改进的钻速方程。该方程修正了钻压和转速对钻速的影响关系,认为在钻头剪切破坏弹塑性岩石时,转速和钻头牙齿的吃入深度直接影响钻速,钻压是通过影响牙齿的吃入深度而影响钻速。通过岩石的压入试验,可以确定钻压和牙齿吃入深度的关系。由于改进的钻速方程没有地层可钻性系数, 因而表达形式更简单，其意义更明确。

钻速方程；杨格模式；地层可钻性系数

钻井机械钻速预测研究包括3种方法：①利用现场数据直接统计出钻速方程进行钻速预测；②利用考虑所钻地层性质和钻头结构的钻速方程进行钻速预测；③用计算机仿真方法来预测机械钻速[1]。目前比较广泛使用的是用计算机仿真方法,该方法已用于机械钻速预测、指导钻头设计并取得良好效果。由于计算机仿真方法以①②方法为基础,因此对其进一步研究仍具有理论意义。为此，笔者根据刮刀钻头和PDC钻头的特点,进一步改进了杨格模式钻速方程。

1 杨格模式钻速方程

目前,广泛接受的钻速方程是1969年FS Young 提出的钻速方程,称为杨格模式钻速方程[2]：

(1)

修正后的杨格模式钻速方程为：

(2)

式中,R为机械钻速，m/h；KR为地层可钻性系数；n为转速,r/min；λ为钻速指数；W为钻压,kN；M为门限钻压；……