钻进参数优选1.ppt

2020 2 3 钻进参数优选 第五章 概述 第1节泥浆性能对钻速的影响 第2节钻压转速对钻速的影响 第3节钻井参数优选方法 2020 2 3 影响钻速的参数主要有哪些 应优选的参数 如何进行优选 遇到的主要问题 优选参数钻井的发展过程与现状 钻进参数优选 1 概述 优化的基本目标 2020 2 3 优化的基本目标 Cb Cr Tt T 每米成本 C HCb钻头成本 Cr钻机单位时间作业费Tt起下钻时间 T钻头工作时间H钻头总进尺 2020 2 3 优化的基本目标 H和钻头工作时间与钻速有关 钻速越大 钻头工作时间越长 则H越大 钻速越小 钻头工作时间越小 则H越小 钻速与钻头工作时间有一合理范围 需优选 Cb Cr Tt T 每米成本 C H 2020 2 3 影响钻速的参数主要有哪些 客观因素 固定参数 地质条件岩层性质钻井深度生日送什么礼物好 具体如 岩石可钻性 致密性 埋藏深度 地层对钻压转速的敏感指数等参数 特点 不能任意改变 2020 2 3 影响钻速的参数主要有哪些 主观因素 可调参数 钻井液性能和流变性参数机械参数 钻压 转速 钻头类型水力参数 泵型选择 泵压 排量和水眼组合 具体如钻井液密度 粘度 钻头磨损 特点 可调节的 可变化的 2020 2 3 应优选的参数 主观因素有较大的可变化性 而不同的钻进参数 所产生的钻进效果是不同的 因此 应优选这些参数的变化范围 以获得预期的钻进效果 泥浆参数 泥浆设计水力参数 喷射钻井机械参数 主要目标 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 钻速每米成本 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 钻头类型影响水力参数对钻速影响钻井液性能对钻速影响钻压 转速对钻速影响 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 钻速 f 钻压 转速 钻速 f 泥浆密度 钻速 f 泥浆粘度 钻速 f 多因素 成本 f 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 求极值法最小二乘法线性规划 2020 2 3 遇到的主要问题 创建符合钻井客观规律的数学模型一般方法是通过实验与现场统计的方法进行最优化技术的运用能求解所建立的目标函数 2020 2 3 优选参数钻井的发展 1947年美国Hamble石油公司定量估价影响刮刀钻头钻进速度的有关因素与影响规律 1957年成立钻压 转速协会 60年代开始研与应用喷射钻井技术我国从 六五 开始研究优选参数钻井 主要突出成果为 怎样送礼发展和证实了水力参数与机械参数在破岩清岩中存在交互作用的新理论 创立和证实了压差影响系数是随井深而变的新理论 2020 2 3 优选参数钻井的发展 成功应用动态规划方法 实现全井钻头序列优化 国内首创 国际先进 应用模糊数学方法 统计建立钻速模式 国际先进 87世界石油大会 从技术到装备 从实验到现场形成了一套包括钻井模式 优选程序 数据库和程序库 不分散低固相钻井液 钻井液净化装置 大功率钻进泵 等有效配套的优选参数钻井技术 1986年底 钻优选参数实验井2046口 总进尺558 62万米 与此1982年相比 平均机械钻速提高115 3 钻机月速度提高73 与1983 1986年的喷射钻井相比 机械钻速提高64 9 钻机月速度提高24 3 生日礼物送什么最好 2020 2 3 影响钻速的参数主要有哪些 应优选的参数 如何进行优选 遇到的主要问题 优选参数钻井的发展过程与现状 钻进参数优选 1 概述 优化的基本目标 2020 2 3 优化的基本目标 Cb Cr Tt T 每米成本 C HCb钻头成本 Cr钻机单位时间作业费Tt起下钻时间 T钻头工作时间H钻头总进尺 2020 2 3 优化的基本目标 H和钻头工作时间与钻速有关 钻速越大 钻头工作时间越长 则H越大 钻速越小 钻头工作时间越小 则H越小 钻速与钻头工作时间有一合理范围 需优选 Cb Cr Tt T 每米成本 C H 2020 2 3 影响钻速的参数主要有哪些 客观因素 固定参数 地质条件岩层性质钻井深度 具体如 岩石可钻性 致密性 埋藏深度 地层对钻压转速的敏感指数等参数 特点 不能任意改变 2020 2 3 影响钻速的参数主要有哪些 主观因素 可调参数 钻井液性能和流变性参数机械参数 钻压 转速 钻头类型水力参数 泵型选择 泵压 排量和水眼组合 具体如钻井液密度 粘度 钻头磨损 特点 可调节的 可变化的 2020 2 3 应优选的参数 主观因素有较大的可变化性 而不同的钻进参数 所产生的钻进效果是不同的 因此 应优选这些参数的变化范围 以获得预期的钻进效果 泥浆参数 泥浆设计水力参数 喷射钻井机械参数 主要目标 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 钻速每米成本 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 钻头类型影响水力参数对钻速影响钻井液性能对钻速影响钻压 转速对钻速影响 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 钻速 f 钻压 转速 钻速 f 泥浆密度 钻速 f 泥浆粘度 钻速 f 多因素 成本 f 2020 2 3 如何进行优选 确定优化目标 用最优化方法确定出各参数应满足的条件的范围 建立影响因素与优化目标之间的数学模型 目标函数 确定影响目标的主要因素和影响规律 求极值法最小二乘法线性规划 2020 2 3 遇到的主要问题 创建符合钻井客观规律的数学模型一般方法是通过实验与现场统计的方法进行最优化技术的运用能求解所建立的目标函数 2020 2 3 优选参数钻井的发展 1947年美国Hamble石油公司定量估价影响刮刀钻头钻进速度的有关因素与影响规律 1957年成立钻压 转速协会 60年代开始研与应用喷射钻井技术我国从 六五 开始研究优选参数钻井 主要突出成果为 发展和证实了水力参数与机械参数在破岩清岩中存在交互作用的新理论 创立和证实了压差影响系数是随井深而变的新理论 2020 2 3 优选参数钻井的发展 成功应用动态规划方法 实现全井钻头序列优化 国内首创 国际先进 应用模糊数学方法 统计建立钻速模式 国际先进 87世界石油大会 从技术到装备 从实验到现场形成了一套包括钻井模式 优选程序 数据库和程序库 不分散低固相钻井液 钻井液净化装置 大功率钻进泵 等有效配套的优选参数钻井技术 1986年底 钻优选参数实验井2046口 总进尺558 62万米 与此1982年相比 平均机械钻速提高115 3 钻机月速度提高73 与1983 1986年的喷射钻井相比 机械钻速提高64 9 钻机月速度提高24 3 2020 2 3 第1节泥浆性能对钻速的影响 2020 2 3 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 4泥浆固相含量对钻速的影响 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 影响钻速的泥浆因素 主要参数 密度粘度失水量固相含量分散性 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 研究方法 通过实验研究 实验室实验 现场实验 找出单因素影响规律 根据规律曲线建立影响规律的数学模型 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆密度对钻速的影响规律 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 P 0 5KNn 50r min 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆密度对钻速的影响规律 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆密度对钻速的影响规律 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆密度对钻速的影响原理 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 在井底产生压差 对已破碎的岩屑有压持作用 阻碍井底岩屑的及时清除 从而使钻速相应下降 地层压力 泥浆压力 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆密度对钻速影响的数学模型 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆密度对钻速影响的数学模型 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 压差与钻速之间的关系 考虑岩层性质的影响 加入影响因素a8 V0 零钻压时的钻速Vm 钻速m 直线斜率 2020 2 3 要提高Vm 应降低泥浆密度 泥浆密度的降低值是受限制的 一般可采用下式要求进行调节 m Gp 0 03 0 05 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆密度对钻速影响的数学模型 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 分析 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆粘度对钻速的影响规律 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆粘度对钻速的影响规律 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆粘度对钻速的影响原理 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 泥浆粘度 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆粘度对钻速影响的数学模型 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 泥浆的运动粘度和水力参数对钻速的影响 K 比例常数de 钻头喷嘴直径Q 泥浆排量 泥浆视粘度 泥浆密度 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆固相含量对钻速的影响规律 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 钻速 固相含量 固相含量对钻井指标的影响 50 100 150 15 5 钻头数 钻井天数 米 天 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆固相含量对钻速的影响规律 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 钻速 分散体系 固相含量和分散性对钻速的影响 65 75 85 4 2 不分散体系 2020 2 3 泥浆性能对钻速的影响 1影响钻速的泥浆因素 2泥浆密度对钻速的影响 3泥浆粘度对钻速的影响 泥浆参数列表 影响规律 影响原理 数学模型的建立 泥浆固相含量对钻速的影响原理 影响规律 影响原理 数学模型的建立 4泥浆固相含量对钻速的影响 影响规律 影响原理 结论 泥浆性能是影响钻速的极重要因素泥浆性能的确定在较大程度上将受到其它要求的影响 应在满足这些要求的基础上进行 很难找到反映泥浆性能影响规律的数学模式 2020 2 3 2020 2 3 第2节牙轮钻头钻压 转速的影响 2020 2 3 钻压 转速所产生的影响 对钻速产生影响 对钻头磨损产生影响 缩短寿命 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 研究方法 目的导出钻压 转速与钻速的相互关系方法严格控制其它参数不变 通过实验测定钻压或转速对钻速的影响途径实验室 单齿压入试验现场 直接钻速试验 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 实验室研究情况 单齿压入试验 MourerW C 测量参数 岩石破碎体积 钻压 转速条件 井底岩屑不发生重复破碎钻速模式 K 与钻头类型和岩石强度有关的系数 N 钻头转速 P 钻压 D 钻头直径 Vc f P S Vm f Vc n A 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 实验室研究情况 单齿压入试验 MourerW C 钻速模式 规律 机械钻速与钻压平方成正比 与转数成线性关系 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 实验室研究情况 钻进试验 RowleyD S 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 实验室研究情况 钻进试验 RowleyD S 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 实验室研究情况 钻进试验 RowleyD S 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 实验室研究情况 钻进试验 RowleyD S 规律 机械钻速与钻压平方成正比 与转数成线性关系 300转以下 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 现场钻进实验研究情况 试验内容 钻压与钻速转速与钻速试验条件 其它钻进参数保持不变 试验情况 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 现场钻进实验研究情况 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 现场钻进实验研究情况 分析 a 不同钻压范围 钻速与钻压呈不同的变化关系0 a 与P的平方成正比a b 线性关系b c 逐渐降低 趋于不变b 通用钻压范围 a b段c 钻压与钻速的关系 Vm P M M 门限钻压 相当于牙齿开始压入岩层时的钻压 与岩层性质有关 另 Vm Pa 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 现场钻进实验研究情况 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 现场钻进实验研究情况 分析 a 净化情况和岩石性质不同 转速影响规律不同b 转速与钻速的关系 Vm n 1 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 牙齿磨损的影响 现象 试验中 即使岩性均匀一致 钻压 转速和其它参数不变 钻速也会随工作时间的增加而下降 原因 钻头牙齿磨损 工作效率下降 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 牙齿磨损的影响 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 牙齿磨损的影响 钻速与牙齿磨损的关系 C2 牙齿磨损系数 与牙齿特性及岩层性质有关h 牙齿磨损量 以牙齿的相对磨损高度表示 新齿时 h 0 全部磨损h 1 s H h s H 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 钻速模型 前面通过试验确定了钻压 转速 牙齿磨损单因素对钻速的影响规律 Vm f1 P Vm f2 n Vm f3 h 三参数对钻速的综合影响 Vm f1 P f2 n f3 h 假设条件 三个参数相互间不产生影响 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 钻速模型 杨格钻速模式 K 岩石可钻性系数 与岩石硬度 钻头类型及泥浆性能等因素有关M 门限钻压 转速指数C2 牙齿磨损系数 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 钻速模型 修正杨格钻速模式 K 岩石可钻性系数 与岩石硬度 钻头类型及泥浆性能等因素有关M 门限钻压 转速指数C2 牙齿磨损系数CP 压差影响系数CH 水力参数影响系数 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 钻速模型 CP系数 意义 反映井底压差对钻速的影响 当泥浆密度与地层压力相等时 CP 1 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 钻速模型 CH系数 意义 反映井底净化情况的影响 ENb 实际钻头比水功率ENbn 井底充分净化要求的最低比水功率由阿莫可研究中心提供的曲线确定Vmn 井底充分净化时的钻速 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻速的影响 1对钻速的影响 钻速模型 净化不完善区 净化完善区 研究方法 实验室研究情况 钻进实验研究情况 牙齿磨损的影响 钻速模型 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 影响现象 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 牙轮钻头的磨损包括两个方面 牙齿的磨损钻头轴承的磨损 研究意义 确定钻头的使用寿命 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 A 牙齿磨损速度 单位时间齿高的磨损量 dh dt B 牙齿磨损速度与钻压的关系 D1 D2为钻压影响系数 与牙轮的尺寸有关 分析 当P D2 D1时 dh dt为无穷大 说明D2 D1为牙轮钻头的极限钻压 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压影响系数 D2 D1 钻头直径 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 C 牙齿磨损速度与转速的关系 Q1 Q2是由钻头类型决定的系数 表5 2 特点 对用于软地层的钻头 Q1 Q2较大 其耐磨性较差 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 C 牙齿磨损速度与转速的关系 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 C 牙齿磨损速度与转速的关系 问题 牙齿的磨损速度随齿高的磨损而下降 s H 齿高磨损量与牙齿磨损速度的关系 C1为牙齿磨损系数 见表5 2 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 C 牙齿磨损速度与转速的关系 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 D 牙齿磨损速度综合关系 Af是地层研磨性系数 当钻压 转速和压齿的磨损状况一致时 压轮钻头牙齿的磨损速度与地层的研磨性成正比 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对轴承磨损速度的影响 B 轴承磨损速度综合关系 A 轴承磨损的影响 对轴承先磨损的钻头 其寿命用轴承磨损速度来确定 这类钻头常见于 用于研磨性较低的岩层或用牙齿耐磨性高的镶齿钻头的情况 B 轴承磨损量 由轴承分级标准确定b 轴承工作系数 与钻头类型和泥浆有关 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对轴承磨损速度的影响 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 对钻头磨损的影响 2对钻头磨损的影响 钻压 转速对轴承磨损速度的影响 影响现象 钻压 转速对牙齿磨损速度的影响 钻压 转速对钻头轴承磨损速度的影响 2020 2 3 1 钻压 转速有哪两方面的影响 2 钻压 转速影响钻速的规律是什么 钻压 线性关系 有一门限钻压转速 指数关系 指数最大为13 钻速模式 杨格模式修正的杨格模式修正的杨格模式中CH CP的意义4 钻压 转速从哪两方面影响钻头磨损5 牙齿磨损的规律 轴承磨损规律 2020 2 3 复习1 钻速模型2 钻头磨损模型 2020 2 3 问题 已知压轮钻头牙齿的磨损量 求钻头已使用的时间 思路 1 采用牙齿磨损模型2 积分求使用时间与牙齿磨损量的关系3 代入具体参数计算 2020 2 3 第3节钻进参数的优选方法 2020 2 3 获得最优的单位进尺成本 Cb Cr Tt T 每米成本 C HCb钻头成本 Cr钻机单位时间作业费Tt起下钻时间 T钻头工作时间H钻头总进尺 最主要的影响因素 机械钻速 目标 钻头磨损 2020 2 3 机械钻速 Vm f P n h CP CH dH dt 钻头磨损 dh dt f n P h dB dt f n P 2020 2 3 机械钻速 钻头磨损 钻头总进尺 工作时间 根据 C f P n hf CH CP 2020 2 3 钻井参数优化的关键是 取得合理的钻进模式 优选参数钻井的基本方法为 A 根据油田情况选用适用的钻进模式 B 根据钻井实际资料 确定所用钻进模式的有关参数 C 建立判别优选标准的目标函数 D 根据约束条件 寻求目标函数的极值点 以下将以修正的杨格为基础 逐步介绍其具体操作思路和方法 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 参数介绍 求岩石研磨性系数Af 从钻速模型和牙齿磨损模式中 可看出 要使用这些模式 必须先确定其式的常数数值 主要有 K M C2 Af b 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 A 方法 释放钻压法B 目的 获得钻速随钻压 转速的变化曲线 C 释放钻压法的原理 应力应变规律 E P Vm M 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 L L P P P P As L L 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 E 通过测定钻压下降 P时间内的机械钻速 L t 便可作出钻压钻速曲线 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 D 释放钻压法的具体步骤 见书P58 注意 在一个转速下 测完一组数据后 需改变转速进行 这样可测出转速对钻压的影响 试验数据用表5 4记录 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 平均n1n2钻压P钻压Pat tVmt tVm 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af P0P1P2 Pa1Pa2Pa3 0t11t21t31 t11 t21 t31 V11V21V31 V12V22V32 0t12t22t32 t12 t22 t32 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 E 门限钻压M与钻速指数 的计算 考虑新钻头时 h 0 则用修正的杨格模式可得 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 由同一钻压下不同转速的钻速值有 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求门限钻压M和钻速指数 计算实例1 P59 例5 5 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af A 计算条件B 计算内容M C 计算 1 求平均钻压2 求某一测点的门限钻压3 求平均M值 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求地层可钻性系数K A 方法 用新钻头试钻资料反算 B 条件 h 0CH 1CP由邻井统计资料确定Vm P n采用线性段曲线的数据M 采用前面的计算结果 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求牙齿磨损系数C2 A 方法 用新钻头试钻资料反算 C 条件 用开始钻进和钻进到某一程度时的数据计算 开始时 Vm Vm0h h0起出时 Vm Vmfh hf B 公式 由牙齿磨损公式建立 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求岩石研磨性系数Af A 方法 用新钻头试钻资料反算 B 公式 由牙齿磨损公式积分而得 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af 2020 2 3 1确定钻进模型的有关参数 求岩石研磨性系数Af 计算实例 P62 例5 6 参数介绍 求门限钻压M和钻速指数 求地层可钻性系数K 求牙齿磨损系数C2 求岩石研磨性系数Af A 计算条件B 计算内容K C2 Af bC 计算 2020 2 3 2建立优化目标函数 基本方程 钻头总进尺表达式 钻头寿命表达式 最终目标函数形式 基本方程 Cb Cr Tt T 每米成本 C HCb钻头成本 Cr钻机单位时间作业费Tt起下钻时间 T钻头工作时间H钻头总进尺 2020 2 3 2建立优化目标函数 钻头总进尺表达式 依据 钻速模式与钻头牙齿磨损模式 基本方程 钻头总进尺表达式 钻头寿命表达式 最终目标函数形式 2020 2 3 2建立优化目标函数 钻头总进尺表达式 假定 钻压 转速不变 牙齿最终磨损为hf则积分后可得 基本方程 钻头总进尺表达式 钻头寿命表达式 最终目标函数形式 2020 2 3 2建立优化目标函数 钻头总进尺表达式 参数意义 J 初试钻速 h 0 S 初试磨损速度 h 0 J S 钻头理论进尺 无牙齿磨损 E 进尺系数 考虑牙齿磨损对钻速和磨损的影响 基本方程 钻头总进尺表达式 钻头寿命表达式 最终目标函数形式 2020 2 3 2建立优化目标函数 钻头寿命表达式 依据 钻头牙齿磨损模式 F 钻头寿命系数 考虑牙齿磨损对钻速和磨损的影响 基本方程 钻头总进尺表达式 钻头寿命表达式 最终目标函数形式 2020 2 3 2建立优化目标函数 最终目标函数形式 将H T代入成本模式 有 TE为钻头与起下钻成本的折算时间 当钻头成本和钻机作业费一定时 只与起下钻时间有关 C f P n hf CH CP 考虑J E S F的各项参数后为 基本方程 钻头总进尺表达式 钻头寿命表达式 最终目标函数形式 2020 2 3 3求目标函数的最优参数 基本方法 钻头最优磨损量 最优钻压 最优转速 基本方法 A 最优参数的位置 在目标函数的极值点处 B 极值点的确定 问题 是否满足上面条件的点其C值均为最小 根据最优化理论 随五参数变化使C处于最小的点处 应有 最优CH CP量 C 最优化方法 求出满足上面条件的各参数值 优化三参数计算方法 2020 2 3 3求目标函数的最优参数 最优CH CP量 求解 结果 CP CH应为无穷大 意义 CP CH的实际最大值均为1 故要使钻进成本最低 应尽量使CH 1 CP 1 基本方法 钻头最优磨损量 最优钻压 最优转速 最优CH CP量 优化三参数计算方法 2020 2 3 3求目标函数的最优参数 最优CH CP量 由于CH CP已定 故只需求解方程 考虑约束条件 1 h 01 B 0D2 D1 P MM 0D2 D1 P 0M0 基本方法 钻头最优磨损量 最优钻压 最优转速 最优CH CP量 优化三参数计算方法 2020 2 3 3求目标函数的