气体钻井超前探测震源工具设计及力学性能模拟研究

作者：李皋; 黎**; 简旭; 王军; 王松涛

来源：石油钻探技术, 2022, 50(06): 14-20.

• 气体钻井
• 超前探测
• 震源工具
• 冲击震源
• 聚四氟乙烯
• 冲击能量

为了实现气体钻井钻头前方风险地层的超前探测，设计了适用于气体钻井环境的井下冲击震源工具，并对其力学性能进行了研究。基于气体钻井的环境，设计了冲击震源工具的关键结构；根据室内冲击试验，优化了震源工具的吸振结构和冲击能量；使用RecurDyn软件，分析了冲击块的运动过程，优化了关键结构的参数；模拟研究了底部吸振圆盘的抗冲击能力和传动杆限位结构的抗拉强度，以及冲击震源工具的力学性能；给出了现场施工方案，分析了其主要优势。研究结果表明：聚四氟乙烯能显著衰减钻铤波及尾波，有利于识别时域内的地层弱反射波信号；冲击能量为50 J时，冲击振动波的传播距离为18.61 m，可满足气体钻井超前探测的目的；聚四氟乙烯受到的最大冲击力为1 796.88 N时，其相对变形不超过0.03%，且传动杆限位结构处承受下部钻具的重量不能超过1 150 kN。通过气体钻井随钻超前探测震源工具结构设计及力学性能模拟研究，为近钻头冲击震源工具的研制与应用提供了依据。

• 单位
  油气藏地质及开发工程国家重点实验室; 中国石油集团川庆钻探工程有限公司; 西南石油大学