一种容积式马达及PDC钻头的一体化设计方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种容积式马达及PDC钻头的一体化设计方法和系统，包括：获取目的层位岩石力学参数；建立PDC钻头三维切削结构；建立容积式马达三维结构；根据容积式马达三维结构计算其输出参数；建立考虑容积式马达的钻头‑岩石有限元模型；基于所述钻头‑岩石有限元模型，获得钻压扭矩时程曲线；基于所述钻压扭矩时程曲线，建立容积式马达及PDC钻头一体化设计方案。采用本发明专利技术的技术方案，可以定量得出切削策略、容积式马达头数、容积式马达螺距对PDC钻头破岩效率和稳定性的耦合影响机理，避免了高成本工程试验，能够在少量提升或损失最少PDC钻头破岩效率的前提下提高近钻稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油矿场机械、油气井建井等，具体涉及一种容积式马达及pdc钻头的一体化设计方法和系统。

技术介绍

1、目前，在工程实际应用中，在复合钻井中常会考虑在近钻端增加容积式马达，这显著地提升了机械钻速，且在工程应用中已经逐渐出现容积式马达及pdc钻头的一体化设计思想，但是通过工程试验的方式完成产品迭代设计的代价过于高昂，且产品制造周期长。而在已有理论研究中，钻柱动力学在解释不同钻具组合、钻井参数、近钻激励对近钻粘滑现象和钻柱振动特性具备优势(liu w,yang f,zhu x,et al.stick-slip vibrationbehaviors of bha and its control method in highly-deviated wells[j].alexandria engineering journal,2022(no.12):9757-9767.)，但对近钻端破岩工具的改进设计鲜有讨论。对于破岩工具，主要考虑钻头切削结构与地层的匹配度(kong l,wangz,wang h,etal.selection and optimiza本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种容积式马达及PDC钻头的一体化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的容积式马达及PDC钻头的一体化设计方法，其特征在于，所述岩石力学参数包括：密度ρ、弹性模量E、泊松比μ、内摩擦角φ以及粘聚力c。

3.根据权利要求2所述的容积式马达及PDC钻头的一体化设计方法，其特征在于，建立所述PDC钻头三维切削结构包括：

4.根据权利要求3所述的容积式马达及PDC钻头的一体化设计方法，其特征在于，建立所述容积式马达三维结构包括：

5.根据权利要求4所述的容积式马达及PDC钻头的一体化设计方法，其特征在于，根据容积式马达三...

【技术特征摘要】

1.一种容积式马达及pdc钻头的一体化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的容积式马达及pdc钻头的一体化设计方法，其特征在于，所述岩石力学参数包括：密度ρ、弹性模量e、泊松比μ、内摩擦角φ以及粘聚力c。

3.根据权利要求2所述的容积式马达及pdc钻头的一体化设计方法，其特征在于，建立所述pdc钻头三维切削结构包括：

4.根据权利要求3所述的容积式马达及pdc钻头的一体化设计方法，其特征在于，建立所述容积式马达三维结构包括：

5.根据权利要求4所述的容积式马达及pdc钻头的一体化设计方法，其特征在于，根据容积式马达三维结构计算其输出参数包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：石祥超，王兆巍，焦烨，李添祺，高茂萍，陈帅，王蓉蓉，吕宗麟，于小波，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：