开云体育股份有限公司-PDC钻头牙轮钻头金刚石取芯钻头厂家

　　针对硬质地层钻井提速需求，阿伯丁大学提出了一种共振式钻井提速工具(RED,Resonance Enhanced Drilling)。该工具通过在所钻地层施加可控高频动态振击力实现提速，该振击力由处于共振状态下钻头的轴向振动产生。钻头和地层之间的共振条件取决于不同钻井参数，通过调整共振载荷的动态频率和幅度形成一个稳定扩散的破岩区，因此RED共振式钻井提速工具尤其适合于硬岩层。大量物理和数学建模及全尺寸试验钻进试验研究结果表明，RED共振式钻井提速技术可显著提高钻井速度，并展示出适用单支钻头用于多种岩性地层和钻井条件的能力，在低钻压条件下也能高效钻进。

　　为验证该技术，设计了图1两种不同激励源的共振模块短节，外径均为6in，其中长度为895mm的电控共振模块采用磁致伸缩激振器激励，需要功率电源供电，功耗10kW，共振频率最高可达200Hz，该模块有利于控制和调整共振参数。长度为195mm的短模块是机械式共振模块，采用钻井液激励，所需扭矩由井下涡轮或螺杆提供，机械式共振模块工作时将旋转运动通过正弦模式曲面转化为轴向振动，具体是通过轴承传递，将定子和转子的圆周运动转化成对应的轴向距离振动。两种短节相比，机械式共振模块短节的共振幅度和频率参数可控性低，但结构紧凑，无需井下电源，因此结构简单、便宜、适应性更好。而电控共振模块采用磁致伸缩激振器激励，结构复杂，成本高，共振参数的控制和调整范围宽。

　　在对花岗岩岩样的实钻对比试验中，采用RED共振模块后，钻速提高了5.5倍，传统的钻速为0.02m/s，使用共振提速工具后，钻速提高到0.11mm/s。

　　a.长度895mm电控共振模块采用磁致伸缩激振器激励；b.长度195mm机械式共振模块采用钻井液激励