一種隨鑽擴眼鑽具組合和鑽井機械的製作方法

2023-07-13 23:04:31

一種隨鑽擴眼鑽具組合和鑽井機械的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種隨鑽擴眼鑽具組合和鑽井機械，屬於機械【技術領域】。所述隨鑽擴眼鑽具組合包括：擴眼器（1）、穩定器（4）、射流短節（5）、領眼鑽柱（6）和領眼鑽頭（7），其中，領眼鑽頭（7）設置在領眼鑽柱（6）的下端，射流短節（5）的兩端分別連接擴眼器（1）的下端和領眼鑽柱（6）的上端，擴眼器（1）上設置有穩定器（4）；擴眼器（1）的鑽具銳度kSR、擴眼器（1）對應的井眼截面積AR、領眼鑽頭（7）的鑽具銳度kSB和領眼鑽頭（7）對應的井眼截面積AB滿足以下的關係：採用本發明，可以提高鑽具的工作穩定性。
【專利說明】一種隨鑽擴眼鑽具組合和鑽井機械

【技術領域】
[0001] 本發明涉及機械【技術領域】，特別涉及一種隨鑽擴眼鑽具組合和鑽井機械。

【背景技術】
[0002] 隨著機械技術的發展，鑽井技術也在不斷的進步。
[0003] 在現有技術中，鑽井機械中經常會將領眼鑽頭和擴眼器組合使用，擴眼器用於隨 鑽擴眼。長期以來，擴眼器與領眼鑽頭是作為獨立部件進行設計和使用的，這樣在鑽具的設 計使用過程中可以保證一定的靈活性。
[0004] 在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：
[0005] 實際應用過程表明，現有技術中的在使用領眼鑽頭和擴眼器進行隨鑽擴眼的過程 中，經常會因為領眼鑽頭和擴眼器之間的不匹配，而導致鑽柱大幅橫向振動，嚴重影響了鑽 具的工作穩定性。


【發明內容】

[0006] 為了解決上述現有技術中的問題，本發明實施例提供了一種隨鑽擴眼鑽具組合和 鑽井機械，以提高鑽具的工作穩定性。所述技術方案如下：
[0007] -種隨鑽擴眼鑽具組合，所述隨鑽擴眼鑽具組合包括擴眼器（1)、穩定器（4)、射 流短節（5)、領眼鑽柱（6)和領眼鑽頭（7)，其中：
[0008] 領眼鑽頭（7)設置在領眼鑽柱（6)的下端，射流短節（5)的兩端分別連接擴眼器 (1)的下端和領眼鑽柱（6)的上端，擴眼器（1)上設置有穩定器（4);
[0009] 擴眼器（1)的鑽具銳度kSK、擴眼器（1)對應的井眼截面積Ακ、領眼鑽頭（7 )的鑽具 銳度kSB和領眼鑽頭（7)對應的井眼截面積AB滿足以下的關係： Γ ? σκ 71b ^SB < 1
[0010] --------- σΒ ^SR toon] 其中，~為擴眼器（l)的鑽進效率，nB為領眼鑽頭（7)的鑽進效率，〇1；為擴眼器 (1)對應的地層抗壓強度，σ B為領眼鑽頭（7)對應的地層抗壓強度。
[0012] 優選的，擴眼器（1)的鑽具銳度、擴眼器（1)對應的井眼截面積、領眼鑽頭（7)的鑽 具銳度和領眼鑽頭（7)對應的井眼截面積還滿足+不小於預設的第一閾值。 σΒ vR hR A
[0013] 優選的，所述第一閾值為5/7。
[0014] 優選的，擴眼器（1)的鑽具銳度大於領眼鑽頭（7)的鑽具銳度。
[0015] 優選的，擴眼器（1)和領眼鑽頭（7)分別採用PDC切削齒。
[0016] 優選的，擴眼器（1)的噴嘴組的當量直徑和領眼鑽頭（7)的噴嘴組的當量直徑 dA滿足以下的關係： Cd2
[0017] 不超過預設的第二閾值，其中，(；為擴眼器（1)的噴嘴組的流量係數，Cb為 領眼鑽頭（7)的噴嘴組的流量係數。
[0018] 優選的，所述第二閾值為1/2。
[0019] 優選的，領眼鑽頭（7)的外徑db和領眼鑽柱（6)的外徑d。滿足以下的關係： A ~C3 ?3 二 ^-[εη2 cos(0 - ητ) + /3p02 - +(rp)2 -(ρ-δ)] n
[0020] c4 =[叫2 +(/：>々)-' +Φ(---·^)]中 r 的取值不超過 nr p C, = AC2 =^C3 = AC4 sp m m sp sp ω sp =0.5(db-dc) 預設的第三閾值，其中，％為領眼鑽柱（6)的質心與領眼鑽柱（6)-半長度處的截面的幾何 中心之間的水平距離，S(l為領眼鑽頭（7)的幾何中心到井眼中心軸的距離，Φ為領眼鑽柱 (6)與井眼側壁的摩擦角，m為領眼鑽柱（6)連接領眼鑽頭（7)的端部與領眼鑽柱（6)最接 近井眼側壁的位置之間部分的質量，m f為領眼鑽柱（6)連接領眼鑽頭（7)的端部與領眼鑽 柱（6)最接近井眼側壁的位置之間部分內部的鑽井液的質量，c f為鑽井液等效阻尼係數，Ω 為領眼鑽頭（7)的轉速。
[0021] 優選的，所述第三閾值為0· 001毫米。
[0022] -種鑽井機械，所述鑽井機械包括如上所述的隨鑽擴眼鑽具組合。
[0023] 本發明提供的技術方案的有益效果是：
[0024] 本發明實施例中，隨鑽擴眼鑽具組合包括擴眼器、穩定器、射流短節、領眼鑽柱 和領眼鑽頭，領眼鑽頭設置在領眼鑽柱的下端，射流短節的兩端分別連接擴眼器的下 端和領眼鑽柱的上端，擴眼器上設置有穩定器，而且，擴眼器的鑽具銳度k SK、擴眼器對 應的井眼截面積σκ、領眼鑽頭的鑽具銳度kSB和領眼鑽頭對應的井眼截面積 〇B滿足 的關係，其中，L為擴眼器的鑽進效率，心為領眼鑽頭的鑽進效率， σΒ % KSR ΛΒ 為擴眼器對應的地層抗壓強度，αβ為領眼鑽頭對應的地層抗壓強度，這樣，可以使領眼鑽頭 的鑽壓小於擴眼器的鑽壓，從而，可以提高鑽具的工作穩定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明實施例提供的隨鑽擴眼鑽具組合的結構示意圖；
[0026] 圖2是本發明實施例提供的隨鑽擴眼鑽具組合的橫截面圖。
[0027] 圖例說明
[0028] 1、擴眼器 2、地層
[0029] 3、擴眼刀翼4、穩定器
[0030] 5、射流短節6、領眼鑽柱
[0031] 7、領眼鑽頭

【具體實施方式】
[0032] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0033] 本發明實施例提供了一種隨鑽擴眼鑽具組合，其結構可以如圖1所示，該隨鑽擴 眼鑽具組合可以包括：擴眼器1、穩定器4、射流短節5、領眼鑽柱6和領眼鑽頭7。其中，領 眼鑽頭7設置在領眼鑽柱6的下端，射流短節5的兩端分別連接擴眼器1的下端和領眼鑽 柱6的上端，擴眼器1上設置有穩定器4。
[0034] 圖中，隨鑽擴眼鑽具組合處於工作狀態，深入到地層2中。領眼鑽頭7在鑽具的最 前端，用於破碎底層2形成領眼，擴眼器1在鑽具的後部用於擴大領眼。在擴眼器1上可以 設置有擴眼刀翼3,在擴眼刀翼3上設置有切削齒。穩定器4可以設置在擴眼器1下部，可 以與擴眼器1加工為一體，用於穩定領眼鑽柱6。擴眼器1和領眼鑽頭7分別設置有噴嘴 組，擴眼器1對應的噴嘴組可以設置在擴眼刀翼3處，也可以如圖中所示設置在射流短節5 上，噴嘴組用於噴射鑽井液，通過噴嘴組可以分配水力能量。優選的，擴眼器1和領眼鑽頭 7可以分別採用PDC切削齒。
[0035] 本發明實施例中，可以設置擴眼器1的鑽具銳度kSK、擴眼器1對應的井眼(主井眼） 截面積Α κ、領眼鑽頭7的鑽具銳度kSB和領眼鑽頭7對應的井眼(領眼）截面積AB滿足以下 的關係：（本發明實施例各式中角標B或b代表領眼鑽頭7的參數，角標R或r代表擴眼器 1的參數） σ? Vb ^SB Λ ^ 1
[0036] VbTrT'Tb^ (!)
[0037] 其中，心為擴眼器1的鑽進效率，ηΒ為領眼鑽頭7的鑽進效率，〇1；為擴眼器1對 應的地層抗壓強度，σΒ為領眼鑽頭7對應的地層抗壓強度。擴眼器1對應的井眼截面積， 即擴眼器1鑽開的井眼的截面積，也可以認為是擴眼器1的擴眼刀翼3在水平方向上最大 外接圓的面積。領眼鑽頭7對應的井眼截面積，即領眼鑽頭7鑽開的井眼（即領眼）的截面 積，也可以認為是領眼鑽頭7在水平方向上最大外接圓的面積。
[0038] 下面將詳細說明式（1)的分析過程，該過程可以認為是鑽壓分配關係的分析過程。
[0039] 下面的式（2)為巖石比功的計算式： .._}V" \20π·Ω·Τ
[0040] ￡β=τ+^~ (2)
[0041] 式中，為="|迖單位可以為m2，DB為領眼鑽頭7對應的井眼截面直徑；ΕΒ為領眼 鑽頭7鑽遇的巖石比功，單位可以為Pa ;Τ為鑽頭承受扭矩，單位可以為Ν · m ;W為鑽壓，單 位可以為N ; Ω為鑽頭轉速，單位可以為rad/s ;V為機械鑽速，即鑽具推進的速度，單位可 以為m/ s。
[0042] 鑽進效率η與巖石比功的關係式可以為下面式（3):
[0043] ^=| (3)
[0044] 鑽具所承受的鑽壓和扭矩關係式可以為下面式（4):
[0045] ks=￥ (4)
[0046] 式中，ks為鑽具銳度。綜合上述（2) (3) (4)式，可求得出擴眼器1的鑽壓和領眼 鑽頭7的鑽壓之間的關係式： 「 1 f - Wr - σ? % kSB Ar σΒ Dr kSR Ab ( 5 )
[0048] 其中，擴眼器1和領眼鑽頭7的鑽進效率是可以預先確定好的，擴眼器1和領眼鑽 頭7分別對應的地層抗壓強度(或稱巖石單軸抗壓強度）是可以通過測量得到的。
[0049] 為了提高鑽具的穩定性，可以使^不超過WB，也即fw不大於1，即可得出式（1)。 另外，優選的，為了更好的保證鑽具的穩定性，在進行鑽壓分配時，可以設置領眼鑽頭7的 鑽壓佔總鑽壓(擴眼器1和領眼鑽頭7的鑽壓和)的比例不超過某比例值，也即，擴眼器1的 鑽具銳度、擴眼器1對應的井眼截面積、領眼鑽頭7的鑽具銳度和領眼鑽頭7對應的井眼截 面積還滿足七不小於預設的第一閾值(該第一閾值小於1)。該比例值優選為 °H Ha >\SR A；i 70%，即領眼鑽頭7的鑽壓佔總鑽壓的比例在50%-70%範圍內，相應的，第一閾值可以設置為 3/7。
[0050] 優選的，在本發明實施例提供的隨鑽擴眼鑽具組合中，可以設置擴眼器1的鑽具 銳度大於領眼鑽頭7的鑽具銳度。擴眼器1的鑽具銳度即擴眼器1的擴眼刀翼3的鑽具銳 度。
[0051] 調整鑽具銳度的方法可以採用以下方法中的一種或任意組合（以下方法主要針對 PDC切削齒):調整PDC齒的出露高度，出露高度越小，切削能力越低，即鑽具銳度越低；調整 PDC齒的後傾角，後傾角越大，切削能力越低；改變切削齒布齒密度，密度越大，切削能力越 低；改變切削齒的大小，切削齒越大，切削能力越低；還可為領眼鑽頭單獨設計不具攻擊性 的特殊齒或增加一定高度的耐磨墊，以限制其每轉切削深度，降低切削能力。
[0052] 本發明實施例中，可以設置擴眼器1的噴嘴組的當量直徑和領眼鑽頭7的噴嘴 組的當量直徑d eb滿足以下的關係： c d2
[0053] 不超過預設的第二閾值，其中，(；為擴眼器1的噴嘴組的流量係數，Cb為領 眼鑽頭7的噴嘴組的流量係數。當量直徑是與噴嘴組等效的圓形噴嘴的直徑。
[0054] 下面將詳細說明上述關係的分析過程，該過程可以認為是水力能量分配關係(或 稱流量分配關係）的分析過程。
[0055] 隨鑽擴眼將在井底形成兩個上下連通但直徑不同的井眼，其中下部直徑較小的井 眼稱為領眼，上部直徑較大的井眼稱為主井眼。主井眼與領眼各自所需的鑽井液排量有所 不同，如6''領眼通常需16L/s流量，而8-1/2''主井眼通常需30L/s流量。故應為擴眼 器1和領眼鑽頭7分別配置噴嘴組。考慮到擴眼器1和領眼鑽頭7破碎巖層工作量的大小 差別，應保持擴眼器1的噴嘴組的壓降不高於領眼鑽頭7的噴嘴組的壓降，因此可以設置 Λ pb=k Λ Ρ?，Λ pb為領眼鑽頭7的噴嘴組的壓降，Λ 為擴眼器1的噴嘴組的壓降，k為 不小於1的常數。
[0056] 設鑽井液總流量為Q，擴眼器處流量為Qr，領眼鑽頭處流量為Qb，忽略裝置內部的 能量損失。根據流體力學管嘴出流壓降計算方法，可以得出：
[0057] APr = = 〇·〇8 丨'.f., 2CrAer C人. (6)
[0058] Aph = 2Q4i C;deb (7)
[0059] 其中，P為鑽井液密度，這裡優選的可以設置k=l，結合式（6) (7)可以得出：
[0060] ^ = (Λ
[0061] 為了提高鑽具的穩定性，可以設置Qr與Qb的比值不超過預設的第二閾值，即 Cd1 不超過預設的第二閾值。優選的，第二閾值可以為1/2。 Cbdeb
[0062] 優選的，擴眼器1噴嘴組不採用反噴嘴，以避免附加射流反推力對領眼鑽頭鑽壓 的影響。
[0063] 本發明實施例中，可以設置領眼鑽頭7的外徑db和領眼鑽柱6的外徑d。滿足以下 的關係： 4 =C3 ?2 =c4 ?3 =丄[叫：cos((9 - "r) + ,φ# - cpyjp^+(rp)2 - {ρ -1))] η 1 _ ^^2
[0064] 〇4 = Υεψ sin(6?-ητ) + 2βρΘ + ξρθ^ρ2 + (ρθ)1 + Φ(δ--)] > (8)中 r 的取值不 nr ρ G = Ρ，=沒，c3 = /?，c4 =泠 p = JL，nJHl^ 二 ?，δ = \ε = \η = & sn m m sn sn ω y y p sp =0-5(^-^) 超過預設的第三閾值，其中，％為領眼鑽柱6的質心與領眼鑽柱6 -半長度處的截面的幾何 中心之間的水平距離，S(l為領眼鑽頭7的幾何中心到井眼中心軸的距離，Φ為領眼鑽柱6 與井眼側壁的摩擦角，m為領眼鑽柱6連接領眼鑽頭7的端部與領眼鑽柱6最接近井眼側壁 的位置之間部分的質量，mf為領眼鑽柱6連接領眼鑽頭7的端部與領眼鑽柱6最接近井眼 側壁的位置之間部分內部的鑽井液的質量，cf為鑽井液等效阻尼係數，Ω為領眼鑽頭7的 轉速。
[0065] 下面將詳細說明上述關係的分析過程，該過程可以認為是領眼鑽柱橫向振動的分 析過程。
[0066] 如圖2所示，為本發明實施例提供的隨鑽擴眼鑽具組合的橫截面圖，其中，0為井 眼的中心軸，〇s為領眼鑽頭7的幾何中心即領眼鑽頭7外接圓的圓心，Op為領眼鑽柱6 - 半長度處的截面的幾何中心，〇m為領眼鑽柱6的質心。
[0067] 作用於鑽柱質心的慣性力：
[0068] Fm,x= -(m + mf )-'v： + C〇s(〇/), = -(m + m, )y + ?η(〇?) ( 9 )
[0069] 由鑽井液產生的阻尼力為：
[0070] c,v\x c, v! R =, I F, =-- J ?·χ Γ71 ~，d-y Π tt λιχ +y vx +y (10)
[0071] 式中，Cf為鑽井液等效阻尼係數，v = ^/i2+j2為瞬時線速度幅值，單位可以為 m/s〇
[0072] 由鑽柱彎曲產生的回覆力：
[0073] A； r =-?1 cos(/?)?, =-A：i/sin(^) ( ,}
[0074] 其中，β為預設角度值。上面各式均是以x、y坐標分量的形式表示的分力，均可 改寫為複數。引入幅角Θ，記x+iy=e 10;據歐拉公式，cos(Qt)+isin(Qt)=el￡U，通過上述 關係式可推得：
[0075] /·；,. = -(/? + m, )(r + 2ir0 + irO - νθ1 )e° + mQ2ee:n， ( 12 )
[0076] Fd=-Cf(r + re)^r2+r202 -em (⑴
[0077] 2 Fi -_M(r _5〇) + ^(5〇 __/ % Λ \ r ( 14)
[0078] 由牛頓慣性定律，Fm+Fd+Fk=0 (15)，即：
[0079] \(m + m,.)(r + 2?'θ + ir9-γΘ' ) + c, (r + r0)yjr' + r'Θ"
[0080] 2 +k(r-s0) + ik/(s0 - --)]ε'θ = mQ2 e0e,At ,. r (16)
[0081] 對式（16)做無量綱處理。引入參數sp=0. 5 (dh-d。）表示領眼鑽柱6與井眼直徑差 值之半，dh表示井眼直徑，? = 表示領眼鑽柱6固有頻率，那麼在式（16)兩邊同除ksp 艮Pmco2Sp可得：
[0082]
[/?(/? I- 2/ρθ + ?ρθ - ρθ1) -ι- c j p f ?ρθ I (p f ?ρθ) + (p - δ) + ?Φ(δ - = εη~ ' P ( 17)
[0083] 式中，各個無量綱係數分別為：
[0084] r m + m c s s e0 Ω /? = --，《 =-]-,ξ = =上,ε = ?,η = - sp m m ·ν, Λ，, ? (18)
[0085] 此外，令τ =c〇t，式（2)的微分項均是對τ而言。
[0086] 式（17)是對兩自由度領眼鑽柱6振動的描述，其中包含了領眼鑽柱6彎曲形函數、 鑽井液的附加質量與粘性阻力、井壁摩擦力、鑽柱回復力等因素對振動過程的影響，較為全 面的考慮了鑽進過程中的相關作用力。
[0087] 對於式（17)，可以令A = Α =4 (丨9 ),帶入原方程（17)後可將 其降為一階。
[0088] 對式（17)進行實部和虛部分離後，求解得到如下四個一階常微方程：
[0089] ^1=C3 、 c'2 = c4 c3 = ~Λ.ενΖ c〇s(6> - ητ) + βρθ2 - ξρ^ρ1 + {rpf - (ρ -句] ^ ? _ 2 c4 = --[6',72 sinii? - ητ) + 2βρθ + ζρθ^ fy'+{ρθγ +Φ(?)--)]| nr Ρ i (20)
[0090] 其中，θ為變量。結合（19)、（20)可得：
[0091] q=c3 ?2 =c4 1 I_ 麼=_[·^"-5 c0s(/9-"r) + /l.;^-·:-盡々，；)2 +(，·，>)-' -(p-J)] 'η c4 = --[εη2 ?η{θ - ητ)-\-2βρθ + ξρθ^ ρ~ +(ρθγ +Φ((：)--)] · ( 8 ) nr ρ q = p,c2 = 0,c3 = p,c4 = θ r m + mf cfs s e〇 Ω sp m m sp sp ω Sp^〇.5(db-dc)
[0092] 其中，自變量r為領眼鑽柱6振動時的旋轉半徑，r越接近0說明領眼鑽柱6越穩 定。所以，為了保證領眼鑽柱6的穩定性，可以使方程（8)中的r不超過預設的第三閾值， 對領眼鑽頭7的外徑db和領眼鑽柱6的外徑d。進行設計使其滿足方程（8)。優選的，第三 閾值可以為0.001毫米。
[0093] 本發明實施例還提供了一種鑽井機械，所述鑽井機械包括如上述實施例所述的隨 鑽擴眼鑽具組合。
[0094] 本發明實施例中，隨鑽擴眼鑽具組合包括擴眼器、穩定器、射流短節、領眼鑽柱 和領眼鑽頭，領眼鑽頭設置在領眼鑽柱的下端，射流短節的兩端分別連接擴眼器的下 端和領眼鑽柱的上端，擴眼器上設置有穩定器，而且，擴眼器的鑽具銳度k SK、擴眼器對 應的井眼截面積σκ、領眼鑽頭的鑽具銳度kSB和領眼鑽頭對應的井眼截面積 〇B滿足 d的關係，其中，為擴眼器的鑽進效率，ηΒ為領眼鑽頭的鑽進效率，Ακ σΒ Hr ^sr λβ 為擴眼器對應的地層抗壓強度，ab為領眼鑽頭對應的地層抗壓強度，這樣，可以使領眼鑽頭 的鑽壓小於擴眼器的鑽壓，從而，可以提高鑽具的工作穩定性。
[0095] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，所述隨鑽擴眼鑽具組合包括擴眼器（1 )、穩定 器（4)、射流短節（5)、領眼鑽柱（6)和領眼鑽頭（7)，其中： 領眼鑽頭（7)設置在領眼鑽柱（6)的下端，射流短節（5)的兩端分別連接擴眼器（1)的 下端和領眼鑽柱（6)的上端，擴眼器（1)上設置有穩定器（4); 擴眼器（1)的鑽具銳度kSK、擴眼器（1)對應的井眼截面積Ακ、領眼鑽頭（7)的鑽具銳度 kSB和領眼鑽頭（7)對應的井眼截面積AB滿足以下的關係： σκ Vb ^SB 〈 I <jb ?]R kSR Ab 其中，~為擴眼器（l)的鑽進效率，nB為領眼鑽頭（7)的鑽進效率，〇1；為擴眼器（l) 對應的地層抗壓強度，σ B為領眼鑽頭（7)對應的地層抗壓強度。
2. 如權利要求1所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，擴眼器（1)的鑽具銳度、擴眼 器（1)對應的井眼截面積、領眼鑽頭（7 )的鑽具銳度和領眼鑽頭（7 )對應的井眼截面積還滿 足不小於預設的第一閾值。 σΒ Hr ^sr Λβ
3. 如權利要求2所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，所述第一閾值為5/7。
4. 如權利要求1所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，擴眼器（1)的鑽具銳度大於領 眼鑽頭（7)的鑽具銳度。
5. 如權利要求1所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，擴眼器（1)和領眼鑽頭（7)分 別採用PDC切削齒。
6. 如權利要求1所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，擴眼器（1)的噴嘴組的當量直 徑和領眼鑽頭（7)的噴嘴組的當量直徑d eb滿足以下的關係： Cd2 不超過預設的第二閾值，其中，(；為擴眼器（1)的噴嘴組的流量係數，cb為領眼 鑽頭（7)的噴嘴組的流量係數。
7. 如權利要求6所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，所述第二閾值為1/2。
8. 如權利要求1所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，領眼鑽頭（7)的外徑db和領 眼鑽柱（6)的外徑d。滿足以下的關係： 01=C3 = C4 (：、=丄[6v屍 cos(i? - "r) + /?/)& -ζρ^ρ1 +{rpY -(ρ-δ)] η C4 =--[?ν/: sin(f Α/Γ) + 2/^+φ~/)2 -1-(/為：+Φ(5-·^-)]、中 r 的取值不超過預設 nr p q =p，c2 =民 c3 = =冷 Ρ = 1，η = ^^ = ?：\ε = \η-玉 SP m m sp sp ω ^=0.5(^-^.) 的第三閾值，其中，％為領眼鑽柱（6)的質心與領眼鑽柱（6) -半長度處的截面的幾何中心 之間的水平距離，％為領眼鑽頭（7)的幾何中心到井眼中心軸的距離，Φ為領眼鑽柱（6)與 井眼側壁的摩擦角，m為領眼鑽柱（6)連接領眼鑽頭（7)的端部與領眼鑽柱（6)最接近井眼 側壁的位置之間部分的質量，mf為領眼鑽柱（6)連接領眼鑽頭（7)的端部與領眼鑽柱（6) 最接近井眼側壁的位置之間部分內部的鑽井液的質量，c f為鑽井液等效阻尼係數，Ω為領 眼鑽頭（7)的轉速。
9. 如權利要求8所述的隨鑽擴眼鑽具組合，其特徵在於，所述第三閾值為0. 001毫米。
10. -種鑽井機械，其特徵在於，所述鑽井機械包括如權利要求1-9任一項所述的隨鑽 擴眼鑽具組合。
【文檔編號】E21B7/28GK104120975SQ201310156666
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優先權日:2013年4月28日
【發明者】馬汝濤, 林雅玲, 王輝, 任榮權, 王宏偉, 紀友哲, 李顯義, 韓飛, 賈濤, 朱英傑, 王雪, 盧靜, 耿莉, 田毅, 劉洋, 李梅 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團鑽井工程技術研究院