????高頻扭轉沖擊破巖工具-——提高鉆井效率的有效手段

????提高鉆井效率是鉆井工藝技術研究與發(fā)展的宗旨。目前在旋轉鉆井中，一方面由于堅硬或研磨性地層導致機械鉆速不高，另一方面作為石油鉆井的主力鉆頭——PDC鉆頭存在嚴重的粘-滑現(xiàn)象。

????為了解決旋轉鉆井中存在的上述難題，提高鉆井效率。鉆井院機械所于2009年開始致力于研制一種能夠提高堅硬或研磨性地層的機械鉆速、解決PDC鉆頭粘-滑現(xiàn)象的新型鉆井工藝。該所科研人員創(chuàng)新性提出了一種集合機械、水力噴射、高頻扭轉沖擊三種破巖方式共同作用的復合鉆井工藝新技術，并在此基礎上開展“高頻扭轉沖擊破巖系統(tǒng)技術研究”。

????高頻扭轉沖擊破巖系統(tǒng)在不影響正常鉆進的同時，采用鉆井液驅動，能夠巧妙地將部分流體能量轉換成高頻的、周向扭轉的、沖擊型的井底機械破巖功率并直接傳遞給PDC鉆頭，增強鉆頭破巖能力的同時，使整個鉆柱的扭矩保持基本穩(wěn)定和平衡，消除PDC鉆頭的粘-滑現(xiàn)象，減少鉆柱扭轉震蕩，延長鉆頭等鉆柱配套部件的使用壽命，并使鉆頭和井底始終保持連續(xù)性，大大提高機械鉆速。

????刻苦鉆研 潛心攻關 現(xiàn)場試驗獲成功

????該項目自2009年10月開始調研以來，項目組克服國內外相關報道少、可查文獻少的不利因素，在明確“高頻扭轉沖擊破巖系統(tǒng)”這一研究目標后，制定了“功能實現(xiàn)--性能評價--智能化”三步走攻關方案。在科研進程中，恪守階段目標，合理微調攻關策略與方法。

????2009年底，項目組完成了基于8?"PDC鉆頭的扭轉沖擊工具結構圖紙設計，并于2010年春節(jié)前，完成了第1套工程樣機的加工制造。2010年3月初步完成了室內試驗系統(tǒng)的設計與搭建，4月14日進行室內清水試驗并獲成功，工程樣機的原理與功能得到初步驗證，實現(xiàn)了扭轉沖擊破巖檢測與分析系統(tǒng)的功能。同時，針對該套樣機存在的問題進行了設計整改，并于8月中旬完成了第2套工程樣機的加工制造。

????2010年8月23日，在勝利油田萊113-13井進行了扭轉沖擊工具的井口鉆井液適應性試驗并獲得成功。8月27日，高頻扭轉沖擊破巖工具在勝利油田高890-24井進行了首次井下試驗并獲得成功。

????具有我國自主知識產(chǎn)權的高頻扭轉沖擊破巖系統(tǒng)的研制成功填補了國內技術空白，打破了國外技術壟斷，能極大地提高鉆井效率，具有較高的技術、經(jīng)濟與社會效益。