脉动扭转冲击装置结构设计及动力仿真

蒋.，樊.，安.

（新疆大学 机械工程学院，新疆 乌鲁木齐.30047）

脉动扭转冲击装置结构设计及动力仿真

蒋.，樊.，安.

（新疆大学 机械工程学院，新疆 乌鲁木齐.30047）

摘.：针对传统石油钻井工具在深井、硬质地层中钻进效率低，钻井成本高，粘滑振动现象严重等缺点，设计了一种新型脉动扭转冲击钻井工具。该脉动扭转冲击钻井工具由冲击装置和换向装置组成，利用Pro/E建立了脉动扭转冲击装置的分析模型并利用XFLOW分析内部流场及压力分布，设置不同工作状态下的边界条件，得到该工具不同工作状态下的压力分布云图和出口平均压力曲线。仿真结果表明，冲击锤的周向运动由两侧的压差驱动；压降参数与美国的Torkbuster基本相同，性能具有相关性；出口平均压力变化小，可以稳定工作，为脉动扭转冲击装置内部结构设计及性能优化提供参考依据。

脉动扭转冲击装置；结构设计；XFLOW；动力仿真

1.言

石油行业在我国的支柱产业中具有非常重要的地位，为我国的经济建设提供了不可替代的战略能源。随着对油井的开发，深井和超深井的数量越来越多，所遇到的硬地层的比例越来越大，常规的旋转钻井方法的破岩效果和钻井效率也越来越低。常用的方法是在钻头的上方添加一个液动冲击器并使配套相应的钻头[1-2]，但是在遇到硬质地层时，由于破碎岩石的扭矩不足增加粘滑振动现象，钻头损坏严重甚至失效[3]。扭转冲击钻进是一种新的钻进方法，可以有效的解决井下的粘滑振动现象，提高钻井效率[4-5]。……