衰減鑽柱振動的方法及設備的製作方法

2023-07-28 11:13:01

專利名稱：衰減鑽柱振動的方法及設備的製作方法
衰減鑽柱振動的方法及設備技術領域本說明書總體地描述與通過地下地層鑽井相關的方法和設備。具體 地，本說明書描述通過衰減鑽柱振動改進鑽井操作和延長鑽柱組合壽命的 原理。
背景技術：
眾所周知在鑽井操作過程中，鑽柱組合可能遭受潛在的毀壞性振動。 軸向振動(例如，跳鑽)、扭轉振動(例如，粘滑運動)、和橫向振動(例如，彎曲、旋轉)是公知的可能損壞鑽柱組合的現象。參見1994年1月的 THE OILFIELD REVIEW, Schlumberger中Jardine S.， Malone， D.和Sheppard， M.,的"Putting a damper on drilling's bad vibrations,"。為了更好地理解、監測 和控制這些潛在的毀壞性的鑽柱振動，已經經歷了多年的廣泛研究和設 計。參見1985年的Graham & Trotman中Rabia, H.，的"Oilwell drilling engineering principles and practice,"; 1990年的PROCEEDING65S ANNUALT ECH.C ONRS PE， New Orleans, SPE20447中Clayer, F.， Vandiver， J.K.禾卩Lee, H.Y.的"The effect of surface and downhole boundary conditions on the vibration of drillstrings,"; 2000年Lancaster University中的Tucker, R."\A^. 和Wang, C.的"An integrated model for drillstring dynamics,"; 1996年12月的 SPE DRILLINGAN D COMPLETIOND中Dykstra， M.W., Chen, D.C.， Warren， T.M.禾卩Azar， J.J.的"Drillstring component mass imbalance: A major source of downhole vibrations,"; 1999年的SPEIIADC 52835中Lesso W.G. Jr., Chau, M.T.禾口 Lesso, W.G. Sr.的"Quantibing bottomhole assembly tendency using jield directional drilling data and finite element model,"。井下監控和地面控制技術已經被提出用來處理上面所述的一些振動。 參見1988年的SPE 18049中Halsey G.W., Kyllingstad， A.和Kylling, A.的"Torque feedback used to cure slip-stick motion,"; 1991年的SPE 22537中 Alley, S.D.禾卩Sutherland, G.B.的 "The use of real-time downhole shock measurements to improve BHA component reliability,"; 1992年的SPE 24582 中Aldred, W.D.禾卩Sheppard, M,C:的"Drillstring vibrations: A new generation mechanism and control strategies,"; SPEIIADC 79888中Chen, D. C-K.， Smith: M，禾口 Lapierre， S.，的"Integrated drilling dynamics system closes the model-measure-optimize loop in real time，"。然而，已經明確的是振動的原 位減震將對限制鑽柱受到的振動引起的毀壞程度有更大的影響。相應地，有些人已經提出原位減震技術，雖然每個都有其局限性。APS 技術建議使用隔離式接頭(isolation sub)，所述隔離式接頭包括具有模製 到螺紋腔中的兩個鬆開地帶螺紋圓柱件。帶螺紋圓柱件之間的橡膠用來衰 減鑽井產生的振動。然而，其中橡膠對溫度依賴的特性使得對於不同的鑽 井條件難於或者不可能得到可靠的性能。另外，鑽井操作共有的巨大扭矩 和軸向載荷必須傳遞通過橡膠減震材料，這是困難的。Cobem和Wassell 提出了一種改進的接頭，在所述接頭中，填充鑽柱組合的兩個部件之間的 窄間隙的磁流變流體用作減震機構。Cobern， M.E.和Wassell, M.E.的"鑽井 振動監測和控制系統"，APS技術公司技術報告APS-DVMCS， 2004年。 流體的粘度由磁路控制，以調節在不同鑽井條件下的減震。然而，這種提 議是否有效還不清楚。本說明書旨在克服，或至少減少上述問題中的一個或多個的影響。發明內容本公開解決上述描述需要或其它需要中的至少一些。具體地，本公開 描述在鑽井時衰減鑽柱組合的振動的多種方法和設備。在一個實施例中， 通過在合適的鑽井組合位置處引進一個或多個減振組件衰減振動。例如， 減振組件可以插入預期振動能量最大的位置處。在一個實施例中，減振組 件包括一個或多個腔，所述一個或多個腔鬆散地填裝有諸如砂子或金屬粉 末的固體材料顆粒，所述固體材枓顆粒可以是諸如鎢或類似重金屬粉末的 高密度材料。在一個實施例中，腔壁是粗糙的，和/或包括可以增強振動能 量到鬆散地填裝在腔內的顆粒的傳遞的幾何特徵。振動能量通過由鑽柱運 動引起的摩擦和顆粒-顆粒及顆粒-井壁的非彈性碰撞而被耗散。一個實施例提供了一種包括油田鑽柱減振組件的設備。油田鑽柱減振 組件包括芯軸。芯軸包括外表面和內表面，且內表面限定通過芯軸的通 道；在內表面和外表面之間的環形腔；和填裝在環形腔內的顆粒。在一個 實施例中，芯軸包括第一帶螺紋端部和第二帶螺紋端部，所述第一帶螺紋 端部和所述第二帶螺紋端部被構造成用於插入相鄰鑽杆之間。在一個實施 例中，芯軸包括第一管和第二管，'所述第二管螺紋地連接到第一管，並至 少部分地設置在第一管的內部。環形腔可以設置在第一管和第二管之間。 在本設備的一個實施例中，芯軸包括第一管和螺紋地連接到第一管並與第 一管同心的第二管，使得環形腔設置在第一管和第二管之間。
在一個實施例中，芯軸包括穩定環，所述穩定環被構造成用於繞鑽柱 連接。在一個實施例中，穩定環繞套環連接。穩定環可以包括多個突出葉 片，並且葉片可以包括環形腔(每一個都填裝有顆粒)。
在一個實施例中，腔包括內壁，所述內壁具有增強振動能量從內壁到 顆粒的傳遞的特徵。在一個實施例中，內壁特徵包括螺旋形。在另一實施 例中，內壁特徵包括增加顆粒/井壁碰撞的多個溝槽和突出部。在一個實施 例中，內壁特徵包括粗糙表面。
一個實施例提供一種設備，所述設備包括油田鑽柱。鑽柱包括至少一 個減振組件，所述至少一個減振組件包括同心管、形成在同心管之間的 環形腔以及填裝在腔內的顆粒。在一個實施例中，腔包括內壁特徵，所述 內壁特徵增強振動能量從所述鑽柱到顆粒的傳遞。在一個實施例中，內壁 特徵被幾何成形為有助於將軸向、橫向和扭轉振動能量從內壁傳遞到顆 粒。在一個實施例中，內壁特徵包括螺旋形。在一個實施例中，內壁特徵 包括增加顆粒/井壁碰撞的多個溝槽和突出部。在一個實施例中，內壁特徵 包括之字形圖案和粗糙表面。在一個實施例中，顆粒鬆散地填裝在腔內。 在一個實施例中，述顆粒是固體。 一些實施例還包括多個減振組件。在一 個實施例中，多個減振組件中的每一個都放置在鑽柱的預期最大振動位置 處。
一個實施例提供一種油田設備，所述油田設備包括鑽柱。鑽柱包括鑽 杆和底部鑽具組合。底部鑽具組合包括同心圓柱體和環形腔，以及鬆散地 填裝在環形腔內的固體材料顆粒。
一個實施例提供一種設備，所述設備包括油田鑽柱，所述鑽柱包括至少一個減振組件。至少一個減振組件包括穩定環，所述穩定環包括繞套環 布置的多個中空葉片，其中中空葉片中的至少一個鬆散地填裝有顆粒。在 一個實施例中，中空葉片中的每一個都鬆散地填裝有顆粒。
一方面提供一種方法，所述方法包括以下步驟衰減在油田鑽柱中的 鑽井產生的振動。衰減步驟包括以下步驟將至少一個基於顆粒-減震的減 振組件插入鑽柱的一個或多個位置處，並且利用至少一個減振組件吸收振 動能量。在一方面，所述方法進一步包括以下步驟沿鑽柱有戰略地插入 多個減振組件以減少振動。 一方面進一步包括以下步驟沿鑽柱將多個減 振組件插入預期振動能量最大的位置處。
附加的優點和新穎性特徵將在本說明書中隨後提出，或者本領域的技 術人員可以通過閱讀這些材料或者實踐此處描述的原理來學習這些優點 和特徵。


附圖闡明了本發明的一些實施例，並且是本說明書的一部分。 圖1是根據一個實施例的可以和至少一個減振組件共同使用的鑽具的 正視圖2是根據一個實施例的可以和圖1中所示的工具(或其它工具)共 同使用的一個減振臺(vibration attenuation stage)的縱向剖視圖3A是根據另一個實施例的可以和圖1所示的工具(或其它工具) 共同使用的一個振動削弱臺的縱向剖視圖3B是根據一個實施例的圖3A的振動削弱臺的俯視剖視圖4是根據另一個實施例的可以和鑽具共同使用的一個振動削弱臺的 剖視圖；以及
圖5是顯示圖4的在鑽具上的適當位置的振動削弱臺中的兩個的部分 剖開正視圖。
在整個附圖中，相同的參考特徵和描述表示類似、但不必是相同的元 件。當本發明容易成為各種修改和可選形式時，己經在附圖中以示例的方 式示出具體的實施例，並且將在後面詳細描述。然而，應該理解的是，本 發明不旨限於所公開的具體形式。而是，本發明覆蓋落入由所附權利要求 限定的本發明的保護範圍內的所有修改、等價形式物和可選形式。
具體實施例方式
下面描述本發明的說明性示例和各個方面。當然應將認識的是在任何 這種實際實施例的發展中，需要進行許多實施-細節決定以達到開發者的具 體目標，例如依從相關系統和相關商業的限制，這將從一種實施方式變化 到另一種實施方式。而且，應該認識的是這種發展努力可能是複雜的並且 耗時的，然而儘管如此，這卻是受益於本公開的本領域普通技術人員所經 歷的過程。 .，
參考整個說明書"一個實施例"、"實施例"、"一些施實例"、"方面"、 "方面"或者"一些方面"表示特定組成、結構、方法或結合實施例所述 的特徵中或包括在本發明的至少一個實施例中的方面。因此，整個說明書 的不同地方的短語"在一個實施例中"或者"在實施例中"或者"在一些實施 例中"(或"方面")的出現並不是都涉及同一實施例。另外，在一個或多個 實施例中可以以任何合適的方式結合特定組成、結構、方法或者特徵。詞 語"包括"和"具有"與詞語"包括"具有相同的意思。
此外，創造性方面在於少於獨立公開的實施例的全部特徵。因此，隨 詳細描述的權利要求因此特別地包含在該詳細描述中，且每一個依賴於其 本身而作為本發明的獨立的實施例。
本公開尤其構思在鑽井時用於衰減鑽柱組合的振動的方法和設備。在 一些實施例中，通過在合適的鑽柱組合位置處引入一個或多個減振組件衰 減振動。例如，減振組件可以插入預期振動能量高或最大的位置處。在一 些實施例中，振動組件包括一個或多個腔，所述腔鬆散地填裝有可以是固 體的諸如砂子或金屬粉末的顆粒材料。在一些實施例中，固體顆粒的材料 包括諸如鉺或者類似的重金屬粉末的高密度材料。在一些實施例中，顆粒 大致是圓形(球形)並且包括範圍在幾微米與幾毫米之間的直徑。然而， 也可以使用任何其它顆粒尺寸。振動能量通過由鑽柱運動引起的摩擦和顆 粒-顆粒和顆粒-井壁的非彈性碰撞被耗散。振動能量通過摩擦和顆粒-顆粒 和顆粒-井壁的非彈性的碰撞的耗散被成為顆粒減震。
一般來說，顆粒減震涉及結構減震並且涉及作為振動結構的一部分的
顆粒-填充殼體的使用，例如授予Panossian美國專利No.5365842描述此， 並且通過引用在此全文併入。腔通常鬆散地填裝有粒狀材料(砂子、金屬粉末等)，所述粒狀材料吸收顆粒-顆粒和顆粒-井壁碰撞的動能。
已經至少具有一種顆粒減震的應用用於衰減測井儀中的聲波振動。參
考美國專利No.6643221，該專利通過引用在此全文併入。在套環上機械加 工的小孔和溝槽的推薦圖案填充有重顆粒。然而，裝置試圖衰減的聲波振 動的高頻率(一般高於3KHz)和小振幅(一般小於一微米)的性質使得 提出的減震難於或者不能實現。
然而，本發明人發現鑽井引起的振動典型地頻率非常低(通常低於 100Hz)，並且呈現大振幅(例如鑽柱撞擊井壁時)，顆粒減震可以很好地 適用於此。
現在回到附圖，具體地回到圖1，顯示鑽柱100。根據圖1的實施例， 鑽柱100包括底部鑽具組合102和鑽杆104。底部鑽具組合102可以包括 連接到鑽杆104的連接器106和單向閥組件108。單向闊組件108的下方 可以是壓力斷開器110。如果鑽柱100能夠定向鑽井，則鑽柱將包括定向 工具112，所述定向工具112對受益於本公開的本本領域的普通技術人員 是公知的。在一些情況下，整個鑽柱100旋轉並且使鑽頭115旋轉以有助 於井眼鑽進。然而，一些系統可以包括驅動並轉動鑽頭115的泥漿馬達114 和有助於定向鑽井的可調節彎曲殼體116。根據此處描述的原理，當整個 鑽柱110完全旋轉而無需泥漿馬達或可調節彎曲殼體時，鑽柱100的振動 衰減可以尤其有效。 一些實施例可以不包括聲波測井設備，雖然此處描述 的原理同樣可應用於衰減鑽井時進行測量的鑽柱中的低頻率振動。
如上所述，使用諸如圖1中所示的鑽柱IOO.的鑽柱進行的鑽井操作產 生減少鑽具壽命的嚴重的振動。因此，圖2中所示的一個實施例提供了一 種包括油田鑽柱減振組件120的設備。 一個或多個油田鑽柱減振組件120 可以插入鑽柱100中(圖l)。油田鑽柱減振組件120包括芯軸122。芯軸 122包括外表面124和內表面126。內表面126限定通過芯軸122的通道 128，所述通道允許鑽井泥漿和其它流體在鑽杆部分和/或其它鑽柱部件之 間連通通過此通道。環形腔130形成在內外表面124、 126之間，並且顆 粒填裝在環形腔130中。在一個實施例中，顆粒鬆散地填裝在環形腔130 中以有助于振動衰減。環形腔130的體積可以在一些方面最大化，從而增 加可被吸收的能量的數量。考慮到鑽井操作固有的機械和泥漿流動的限 制，可以要求使環形腔130的體積最大化。在圖2的實施例中，芯軸122包括第一端部和第二端部132、 134，所
述第一端部和第二端部優選地但不是必須地帶有螺紋。第一端部和第二端 部132、 134允許減振組件120插入在鑽杆104的相鄰部分之間(圖1 )、 底部鑽具組合102的部件之間(圖1)、鑽杆部分與底部鑽具組合之間、或 者其它部件之間。
雖然芯軸122可以包括單個件，然而在一個實施例中，芯軸122包括 第一管136，和第二管138，所述第二管138螺紋地連接到第一管136並 至少部分地設置在第一管136內。環形腔130可以設置在第一管和第二管 136、 138之間。在圖2中所示的實施例中，第一管136是圓柱形管，第二 管138也為圓柱形，並且螺紋地連接到第一管136 (並與第一管同心)。
根據一些方面，環形腔130包括內壁140，所述內壁140包括增強振 動能量從內壁140到顆粒的傳遞的特徵。在一些實施例中，所述內壁特徵 被幾何成形為有助於將軸向、橫向和扭轉振動能量從內壁140傳遞到顆粒。 例如，內壁特徵可以包括螺旋形。在另一實施例中，內壁特徵包括增加顆 粒/井壁碰撞的多個溝槽142突出部144。溝槽142和突出部144可以布置 成圖2中所示的螺旋狀或之字形圖案。在一個實施例中，內壁140包括也 有助於增加井壁/顆粒相互作用的粗糙表面。預模擬(pre-modeling)可以 允許以一種方式設計內壁特徵，該方式允許在不同振動模式(軸向振動、 橫向振動、扭轉振動)下減震之間的最佳權衡，從而達到最大的全面性能。
一些實施例包括沿鑽柱100 (圖1)間隔開兩個或多個減振組件120。 一些實施例可以包括三到十個減振組件。在一個實施例中，減振組件120 中的每一個放置在鑽柱100 (圖1)的預期振動的最大位置處。受益於本 公開的本領域的技術人員將認識到預計的鑽井模擬研究和/或試驗將會產 生可能的最大振動位置。
在一個實施例中，芯軸122包括圖3A-3B中所示的穩定環150。圖 3A-3B所示的穩定環150可以被構造成用於繞鑽柱100 (圖1)連接。在 一個實施例中，穩定環150繞鑽柱100 (圖1)的套環連接，但是也可以 使用其它位置。穩定環150可以包括多個徑向突出的葉片，例如如圖3A-3B 中所示的四個等距間隔開的中空葉片152。然而，可以使用任何數量的葉 片。葉片152的內部包括環形腔130，雖然圖3A-3B中的環形腔130在圓 周方向上是不連續的。圖3A-3B中的每個環形腔130可以鬆散地填裝有參考圖2的前述相同的顆粒。在鑽柱穩定器(例如穩定環150)處的顆粒減 震通過利用顆粒吸收由鑽井產生的大部分衝擊和振動可以顯著地增加鑽
柱100 (圖1)的壽命。
雖然如前面所述，包括如圖3A-3B中所示的穩定環150的減振組件 120可以繞鑽柱100 (圖1)連接，但是其它實施例可以包括分離組件。例 如，圖4示出了包括可插入的穩定器250的減振組件120。類似於圖2的 實施例，可插入的穩定器250可以包括第一端部和第二端部232、 234，所 述第一端部和第二端部232、 234優選地但不是必須地帶有螺紋。第一帶 螺紋端部和第二帶螺紋端部232、 234允許減振組件120插入在鑽杆104 (圖1)的相鄰部分之間、底部鑽具組合102的部件之間(圖1)、鑽杆部 分與底部鑽具組合之間、或者其它部件之間。
與穩定環150 (圖3A-3B)類似，可插入的穩定器250可以包括多個 徑向突出的葉片，例如如圖4-5中所示的四個等距間隔開的中空葉片252。 然而，可以使用任何數量的葉片。葉片252的內部包括環形腔130。圖4-5 中的每個環形腔130可以鬆散地填裝有參考圖2的前述相同的顆粒。雖然 圖5中示出兩個減振組件120，但是任意數量的包括可插入的穩定器250 的減振組件120可以插入到鑽柱100內。如上所述，在鑽柱穩定器(例如 可插入的穩定器250)處的顆粒減震通過利用顆粒吸收由鑽井產生的大部 分衝擊和振動可以顯著地增加鑽柱100的壽命。
上面所示和描述的每個設備可以與任何鑽柱一起使用，並不限於圖1 和5中所示的實施例。而且，本說明書考慮任何鑽柱顆粒減震，並且不局 限於圖1-5中所示的具體實施例。 一方面考慮包括衰減鑽井產生的油田鑽 柱振動的步驟的方法。該衰減步驟包括將至少一個基於顆粒-減震的減振組 件(諸如上述的)插入在鑽柱的一個或多個位置，並且通過至少一個減振 組件吸收振動能。在一個方面中，該方法進一步包括沿鑽柱有戰略地插入 多個減振組件以減少鑽井-產生的振動的步驟。一個方面進一步包括沿鑽柱 將多個減振組件插入在振動能預期較大或最大的位置處。
前面的描述僅僅闡明和描述一些原理。其目的並不是詳盡地或者從所 述公開將本發明限制到細節。從上述教導可以做許多修改和改變。
選擇和描述所示和所述的實施例，從而最好地解釋本發明的原理及其 實際應用。前面的描述意在使本領域的其他技術人員最好地利用在不同實施例中所教導的原理並且適應具體應用做各種修改。本公開的保護範圍由 以下權利要求限定。
權利要求
1. 一種設備，包括油田鑽柱減振組件，所述油田鑽柱減振組件包括芯軸，所述芯軸包括外表面和內表面，所述內表面限定通過所述芯軸的通道；環形腔，所述環形腔形成在所述內表面與所述外表面之間；以及顆粒，所述顆粒填裝在所述環形腔內。
2. 如權利要求l所述的設備，其中，所述芯軸包括第一帶螺紋端部和 第二帶螺紋端部，所述第一帶螺紋端部和所述第二帶螺紋端部被構造成用 於插入相鄰鑽杆之間。
3. 如權利要求l所述的設備，其中，所述芯軸包括-第一管；和第二管，所述第二管螺紋地連接到所述第一管的內部，並至少部分地 設置在所述第一管的內部；其中所述環形腔設置在所述第一管和所述第二管之間。
4. 如權利要求1所述的設備，其中所述芯軸包括 第一管；和第二管，所述第二管螺紋地連接到所述第一管並與所述第一管同心； 其中所述環形腔設置在所述第一管和所述第二管之間。
5. 如權利要求l所述的設備，其中，所述芯軸包括可插入的穩定器， 所述可插入的穩定器被構造成甩於被製成標準尺寸地放置在鑽柱中。
6. 如權利要求5所述的設備，其中，所述可插入的穩定器包括多個突 出葉片，其中所述葉片包括環形腔，並且每一個環形腔都填裝有所述顆粒。
7. 如權利要求l所述的設備，其中，所述芯軸包括穩定環，所述穩定 環被構造成用於繞鑽柱連接。
8. 如權利要求7所述的設備，其中，所述穩定環繞套環連接。
9. 如權利要求7所述的設備，其中，所述穩定環包括多個突出葉片， 其中所述葉片包括環形腔，並且每一個環形腔都填裝有所述顆粒。
10. 如權利要求l所述的設備，其中，所述環形腔包括內壁，所述內壁具有增強振動能量從所述內壁到所述顆粒的傳遞的特徵。
11. 如權利要求10所述的設備，其中，所述內壁特徵包括螺旋形。
12. 如權利要求IO所述的設備，其中，所述內壁特徵包括增加顆粒/ 井壁碰撞的多個溝槽和突出部。
13. 如權利要求10所述的設備，其中，所述內壁特徵包括粗糙表面。
14. 一種設備，包括 油田鑽柱，所述鑽柱包括至少一個減振組件，所述至少一個減振組件包括 同心管；腔，所述腔形成在所述同心管之間；以及 顆粒，所述顆粒填裝在所述腔內。
15. 如權利要求14所述的設備，其中，所述腔包括內壁特徵，所述內 壁特徵增強振動能量從所述鑽柱到所述顆粒的傳遞。
16. 如權利要求15所述的設備，其中，所述內壁特徵的幾何結構被成 形為有助於將軸向、橫向和扭轉振動能量從所述內壁傳遞到所述顆粒。
17. 如權利要求15所述的設備，其中，所述內壁特徵包括螺旋形。
18. 如權利要求15所述的設備，其中，所述內壁特徵包括增加顆粒/ 井壁碰撞的多個溝槽和突出部。
19. 如權利要求15所述的設備，其中，所述內壁特徵包括粗糙表面。
20. 如權利要求15所述的設備，其中，所述內壁特徵包括之字形圖案 和粗糙表面。
21. 如權利要求14所述的設備，其中，所述顆粒鬆散地填裝在所述腔內。
22. 如權利要求14所述的設備，其中，所述顆粒是固體。
23. 如權利要求14所述的設備，進一步包括多個減振組件。
24. 如權利要求14所述的設備，進一步包括多個減振組件，所述多個 減振組件中的每一個都放置在所述鑽柱的預期最大振動位置處。
25. —種油田設備，包括 鑽柱，所述鑽柱包括鑽杆；和底部鑽具組合，所述底部鑽具組合包括同心圓柱體和環形腔；和固體材料的顆粒，'所述顆粒鬆散地填裝在所述環形腔內。
26. —種設備，包括 油田鑽柱，所述鑽柱包括至少一個減振組件，所述至少一個減振組件包括穩定環，所述穩定環包括繞套環布置的多個中空葉片； 其中所述中空葉片中的至少一個鬆散地填裝有顆粒。
27. 如權利要求26所述的設備，其中，所述中空葉片中的每一個都鬆散地填裝有顆粒。
28. —種方法，包括以下步驟衰減在油田鑽柱中的鑽井產生的振動，所述衰減步驟包括以下步驟 將至少一個基於顆粒-減震的減振組件插入所述鑽柱的一個或多 個位置處；並且利用所述至少一個減振組件吸收振動能量。
29. 如權利要求28所述的方法，進一步包括以下步驟沿所述鑽柱有戰略地插入多個減振組件，以減少振動。
30. 如權利要求28所述的方法，進一步包括以下步驟 沿所述鑽柱將多個減振組件插入預期振動能量最大的位置處。
全文摘要
本發明公開了一種大大衰減鑽井時鑽柱組合振動的設備和方法。在一個實施例中，通過在合適的鑽具組合位置處引入一個或多個減振組件削弱振動。例如，減振組件可以插在預期振動能量最大的位置處。在一個實施例中，減振組件包括鬆散地填裝有諸如砂子或金屬粉末的固體材料顆粒的腔。在一個實施例中，腔壁是粗糙的和/或包括增強振動能量傳遞給鬆散地填裝在腔內的顆粒的幾何結構特徵。振動能量通過由鑽柱運動引起的摩擦和顆粒-顆粒和顆粒-井壁的非彈性的碰撞而被耗散。
文檔編號E21B17/02GK101535592SQ200780034676
公開日2009年9月16日 申請日期2007年8月30日 優先權日2006年9月20日
發明者徐晁箭, 德莫斯特內斯·喬治歐·帕菲特斯, 約阿西姆·西勒爾, 雅伊爾·阿方索·帕邦 申請人:普拉德研究及開發股份有限公司