差壓步進鉆頭提高破巖速度原理及現(xiàn)場試驗

摘要：井底巖石承受較大的原地應(yīng)力作用，且隨著井深增加原地應(yīng)力呈增大趨勢。原地應(yīng)力的存在增加了巖石的壓實程度，導(dǎo)致巖石堅硬、可鉆性差、研磨性強等問題，成為破巖工具切削效率低、使用壽命短和鉆井速度慢的最主要原因之一。針對此背景，提出釋放井底部分原地應(yīng)力弱化地層抗鉆特性提高破巖速度的理念，研發(fā)一種可釋放井底部分原地應(yīng)力弱化地層抗鉆特性且能夠集中鉆壓強化攻擊能力的差壓步進鉆頭，該鉆頭充分利用鉆井過程中的井底鉆壓波動，實現(xiàn)擴眼鉆頭與領(lǐng)眼鉆頭鉆壓動態(tài)分配及鉆進過程交替進行的目標(biāo)，通過弱化地層、強化攻擊及轉(zhuǎn)化振動三重效果提高破巖速度。為驗證差壓步進鉆頭的應(yīng)力釋放效應(yīng)，建立三維流固耦合的階梯井底應(yīng)力場模型，并在江蘇油區(qū)某區(qū)塊礫石層井段開展3口井的實鉆試驗。結(jié)果表明：階梯井底能夠使階梯處巖石更易破碎；小直徑領(lǐng)眼鉆頭應(yīng)力釋放效果較好；隨著地層深度的增加，差壓步進鉆頭應(yīng)力釋放效果更加顯著，應(yīng)力釋放比約為60.2%；差壓步進鉆頭提速效果顯著，礫石層鉆速較牙輪鉆頭提升可達161.89%，最高提速318.11%。

關(guān)鍵詞：鉆井； 井底原地應(yīng)力； 地層抗鉆特性； 差壓步進鉆頭； 應(yīng)力釋放； 巖石破碎

中圖分類號： TE 21"" 文獻標(biāo)志碼：A

引用格式：劉永旺，李坤，管志川，等.差壓步進鉆頭提高破巖速度原理及現(xiàn)場試驗［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2024，48（4）：101-108.

LIU Yongwang， LI Kun， GUAN Zhichuan， et al. Mechanism" and field testing of improving rock breaking efficiency by using a step-type drilling bit with self distributing of drilling pressure［J］. Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2024，48（4）：101-108.

Mechanism" and field testing of improving rock breaking efficiency by" using a step-type drilling bit with self distributing of drilling pressure

LIU Yongwang1，2， LI Kun1，2， GUAN Zhichuan1，2， LIU Jiaxiong1，2， HU Huaigang3， CHEN Xiaoyuan4， WANG Wei4， ZHAO Guoshan5， ZHANG Shuhui6

（1.State Key Laboratory of Deep Oil and Gas，China University of Petroleum （East China）， Qingdao 266580， China;

2.School of Petroleum Engineering in China University of Petroleum （East China）， Qingdao 266580， China;

3.China Petroleum Engineering Technology Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 102200， China;

4.Jiangsu Drilling Company， East China Petroleum Engineering Co.， Ltd.， SINOPEC， Shaobo 212001， China;

5.Shengli Directional Well Company， SINOPEC Jingwei Co.， Ltd.， Dongying 257061， China;

6.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Development Engineering， Southwest Petroleum University， Chengdu 610500， China）

Abstract：The rock at the bottom of the well bears large in-situ stress， and it increases with the increase of the well depth. The in-situ stress can cause compaction of the rock， resulting in problems during well-drilling， such as poor drillability and strong abrasiveness， which is one of the main reasons for low cutting efficiency， short service life and slow drilling speed of rock breaking tools. In this study， a novel method was proposed for releasing in-situ stress at the bottom of the well to weaken the drilling resistance of the formation and improve the rock breaking speed， and a step-type bit was developed. The bit makes full use of the fluctuation of the weight on bit（WOB） to achieve the goal of dynamic distribution of WOB between reaming bit and leading bit during alternate drilling process. The rock breaking efficiency of the new bit can be improved by three effects， namely， weakening the rock formation， strengthening the impact and transforming the vibration. In order to verify the stress release effect of the step-type bit， a three-dimensional fluid solid coupling stepped bottom hole stress field model was established， and the field tests of three wells were carried out in the gravel formation of a block in Jiangsu oil region. The results show that the rock at the step is more easily to break. The bit with small diameter leading bit has better stress release effect. With the increase of formation depth， the stress release effect of the step-type bit is more significant， and the stress release ratio is about 60.2%. The drilling speed of the step-type bit is significantly increased. The drilling speed is increased by 161.89% compared to the cone bit， with a maximum increase of 318.11%.

Keywords： well drilling; downhole in-situ stress; formation drilling resistance; step-type drill bit with self distributing of drilling pressure; stress release; rock fragmentation

深層超深層油氣資源儲量巨大，是未來油氣開發(fā)的主戰(zhàn)場［1］。鉆井作為勘探開發(fā)深層超深層油氣資源的必要手段，也是唯一途徑，其效率直接影響勘探開發(fā)能力、進度及成本［2-5］。提高鉆井速度是深層超深層油氣勘探開發(fā)目前面臨的核心難題之一，提高破巖效率是提高鉆井速度的最重要手段之一［6-10］。為此，國內(nèi)外開展了系列研究，形成了大量提速技術(shù)及裝備，總結(jié)歸納起來，主要包括以下幾個方面：①個性化鉆頭研究［6-10］，主要包括混合切削鉆頭（獅虎獸）、自適應(yīng)切削深度鉆頭、3D切削齒鉆頭、復(fù)合切削齒鉆頭［11-14］及差壓步進鉆頭［15-17］等；②鉆井提速工具研究［18-20］，包括螺桿鉆具、旋沖鉆具、扭沖鉆具、井下鉆柱減振增壓工具、復(fù)合沖鉆具及雙擺提速工具等；③強化鉆井參數(shù)研究［21］，包括強化鉆壓、轉(zhuǎn)速及鉆井液排量等。上述研究成果在一定程度上提升了鉆井破巖效率，但是目前的鉆井速度仍然未能達到現(xiàn)場預(yù)期，如何進一步提升此類難鉆地層破巖效率，成為了現(xiàn)在石油工程領(lǐng)域急需解決的難題，也成為了瓶頸問題。為此，筆者在對現(xiàn)有提速方法進行分析的基礎(chǔ)上提出釋放井底部分原地應(yīng)力弱化地層抗鉆特性提高破巖速度的理念，研發(fā)一種可釋放井底部分原地應(yīng)力弱化地層抗鉆特性且可以集中鉆壓強化攻擊能力的差壓步進鉆頭，并開展破巖效果現(xiàn)場測試試驗。

1 現(xiàn)有提高破巖效率方法與技術(shù)

1.1 現(xiàn)有提高破巖效率代表性方法及技術(shù)核心思路

（1）提高鉆壓、轉(zhuǎn)速或水力能量等有助于破巖的能量。具體方法及方案包括整體提升破巖能量和瞬時提升破巖能量兩大類。整體提升破巖能量代表性技術(shù)為高壓噴射鉆井、強化鉆井參數(shù)鉆井等，瞬時提升破巖能量代表性技術(shù)為井下脈沖增壓技術(shù)、旋沖、扭沖及復(fù)合沖擊等。

（2）利用新材料延長鉆頭或破巖切削齒使用壽命。具體方法和方案為改變鉆頭或切削齒材料和復(fù)合切削齒鉆頭技術(shù)兩大類。改變切削齒材料主要包括人造聚晶金剛石復(fù)合片脫鈷技術(shù)、超高壓超高溫微晶金剛石、超高壓超高溫納米聚晶金剛石等。

（3）改變切削元件外形從而降低破巖必須能量。具體方法和方案為利用切削齒外形的變化重構(gòu)切削過程接觸面的受力狀態(tài)，降低破巖過程切削力及壓入力，代表性的切削齒包括錐型齒、斧形齒、雙曲線切削齒、犁刻齒、犁削圓柱齒及全圓柱刻齒等。

（4）穩(wěn)定破巖工具破巖工況實現(xiàn)破巖過程穩(wěn)定切削。具體方法和方案通過為鉆頭提供穩(wěn)定切削環(huán)境從而抑制沖擊引起的破巖工具早期損壞及提高破巖工具有效切削時間，代表性的工具有雙擺提速工具、井下減振器、井底恒扭鉆井工具及自適應(yīng)切削深度鉆頭等。

（5）采用多種切削方式或多種切削結(jié)構(gòu)組合提升攻擊性能及壽命。代表性技術(shù)包括混合切削鉆頭（獅虎獸）、雙級鉆頭、復(fù)合切削齒鉆頭等。

1.2 現(xiàn)有提高破巖效率方法的問題及突破

綜合上述方法及技術(shù)提速思路可以看出，目前提高破巖效率方法的開發(fā)主要集中于提升破巖能量、強化破巖工具的攻擊能力，延長破巖工具使用壽命等，即圍繞破巖工具展開。

提升破巖工具破巖能量、強化破巖工具攻擊性、延長破巖工具使用壽命（增強攻擊方持續(xù)攻擊能力），可以提高破巖效率，強化工具材料性能，可以延長工具使用壽命。若能夠降低地層的抗鉆能力，破巖效率也一定能夠提高，并且降低地層的抗鉆能力，還可以在不改變破巖提速工具材質(zhì)及性能基礎(chǔ)上，延長其使用壽命。但至今還未有文獻對該種技術(shù)方案進行公開，也未有基于該技術(shù)方案的破巖工具。針對此背景，發(fā)明一種能夠降低地層抗鉆能力的差壓步進鉆頭。

2 差壓步進鉆頭基本結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 差壓步進鉆頭基本結(jié)構(gòu)

差壓步進鉆頭結(jié)構(gòu)如圖1所示，該鉆頭由擴眼鉆頭、彈性元件、傳動總成、領(lǐng)眼鉆頭組成。領(lǐng)眼鉆頭與傳動總成通過螺紋連接成一體，

安裝于擴眼鉆頭的軸向傳扭孔內(nèi)，凸出于擴眼鉆頭冠部，該連接體可與擴眼鉆頭產(chǎn)生相對軸向位移，但無法產(chǎn)生相對周向轉(zhuǎn)動，且限位機構(gòu)防止了連接體的脫出；彈性元件設(shè)于傳動總成頂端與擴眼鉆頭接頭下端之間；擴眼鉆頭接頭與上部鉆具為螺紋連接；鉆井液可由擴眼鉆頭接頭內(nèi)的鉆井液流道流至傳動總成的分流盤，經(jīng)分流盤分流至擴眼鉆頭噴嘴、領(lǐng)眼鉆頭鉆井液流道和噴嘴。

2.2 差壓步進鉆頭工作原理

差壓步進鉆頭破巖過程可分為擴眼鉆頭破巖階段與領(lǐng)眼鉆頭破巖階段，隨鉆柱振動擴眼鉆頭破巖階段與領(lǐng)眼鉆頭破巖階段交替進行。

鉆井過程中，鉆柱振動會導(dǎo)致鉆壓存在波動，因擴眼鉆頭通過螺紋與上部鉆具直接相連，鉆柱向下振動時鉆壓瞬時增加，鉆壓直接施加在擴眼鉆頭上，擴壓鉆頭受壓鉆進破巖。此時彈性元件逐漸受壓壓縮，蓄能。

鉆柱向上振動時鉆壓降低，差壓步進式鉆頭內(nèi)部彈性元件的伸展為領(lǐng)眼鉆頭提供軸向壓力（即鉆壓），領(lǐng)眼鉆頭鉆進至一定深度，彈性元件中的彈性勢能逐漸釋放完畢，領(lǐng)眼鉆頭則鉆壓不足，鉆速降低，此時擴眼鉆頭再次進入鉆進階段。

綜上，鉆柱振動導(dǎo)致差壓步進式鉆頭的兩個鉆進階段循環(huán)往復(fù)，交替進行，形成擴眼鉆頭鉆進，領(lǐng)眼鉆頭鉆進的交替步進鉆進模式。

2.3 差壓步進鉆頭的優(yōu)勢

（1）具有應(yīng)力釋放效應(yīng)。鉆進形成的階梯型井底能夠釋放階梯處巖石應(yīng)力，提高破巖效率，因此差壓步進鉆頭更適合于深部高地應(yīng)力地層鉆進。

（2）充分利用了鉆柱振動的能量。破巖產(chǎn)生鉆柱的縱向振動既能夠輔助擴眼鉆頭沖擊破碎階梯處巖石，也可補充領(lǐng)眼鉆頭破巖時的鉆壓，同時還可減小鉆柱振動的危害，提高鉆井效率。

（3）具有解敷效應(yīng)。領(lǐng)眼鉆頭的鉆進會使階梯處巖石側(cè)面形成自由界面，自由界面附近巖石在破碎過程中由于受到周圍巖石的束縛更少，更容易破碎，同時自由界面的形成也能緩解附近巖石破碎過程中的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

（4）實現(xiàn)了鉆壓自動分配。在擴眼鉆頭鉆進階段，彈性元件未壓縮時鉆壓集中在擴眼鉆頭上，階梯處巖石由于應(yīng)力釋放效應(yīng)、巖石解縛效應(yīng)以及沖擊破碎作用更容易鉆進。隨著彈性元件的壓縮，領(lǐng)眼鉆頭鉆進形成的自由界面逐漸減小，擴眼鉆頭的鉆進優(yōu)勢逐漸減弱，此時鉆壓逐漸轉(zhuǎn)移到領(lǐng)眼鉆頭上，這種鉆壓分配方式使鉆進能量的利用更加合理、充分。

3 差壓步進鉆頭的應(yīng)力釋放效應(yīng)

為驗證差壓步進鉆頭鉆進形成階梯井底的應(yīng)力釋放效果，建立流固耦合的階梯型井底應(yīng)力場模型，對比分析常規(guī)井底與階梯型井底應(yīng)力分布狀態(tài)，研究不同領(lǐng)眼鉆頭直徑、不同地層深度條件下階梯井底應(yīng)力分布規(guī)律。

3.1 三維井底應(yīng)力場模型

基于COMSOL軟件建立三維井眼幾何模型，模型中井眼直徑為311.2 mm，巖石密度為2.5 g/cm3，孔隙度為15%，滲透率為0.1 μm2，流體密度為1.0 g/cm3，流體動力黏度為1 mPa·s，不同深度孔隙壓力如表1所示［22-24］?？紤]地層內(nèi)流體對應(yīng)力場分布的影響，井底應(yīng)力場引入達西滲流模型進行多物理場的耦合計算，具體建立模型如圖3所示。

模型假設(shè)條件：①巖石均質(zhì)性且孔隙內(nèi)充滿流體；②滲流為穩(wěn)定達西滲流；③不考慮液體的壓縮性；④模型設(shè)置為等溫應(yīng)力應(yīng)變過程。

模型邊界條件：①位移邊界條件設(shè)置三向應(yīng)力的邊界輥支撐；②滲流邊界條件為井眼井壁邊界處施加液柱壓力，井眼井壁與模型邊界設(shè)置為無流動邊界，井眼井壁邊界設(shè)置透水邊界層；③應(yīng)力邊界條件為模型頂部設(shè)置上覆巖層壓力，模型四周設(shè)置水平地應(yīng)力并考慮滲透作用所產(chǎn)生的流動壓力。模型不同深度水平地應(yīng)力參數(shù)［22］如表1所示。

3.2 模擬結(jié)果分析

徑向應(yīng)力與周向應(yīng)力的差值越大，越有利于鉆頭破碎地層巖石［23］。因此截取沿x軸方向井眼邊界的徑向應(yīng)力、周向應(yīng)力以及差值分析井底應(yīng)力場，具體截取路徑如圖4所示，此外還將通過井底Mises等效應(yīng)力云圖綜合分析井底應(yīng)力的分布。

3.2.1 階梯井底應(yīng)力場與常規(guī)井底應(yīng)力場對比

以Φ190.5/311 mm差壓步進鉆頭（擴眼鉆頭直徑311 mm，領(lǐng)眼鉆頭直徑190.5 mm）形成的階梯型井底和Φ190.5/311 mm普通PDC鉆頭形成常規(guī)井底為分析對象，分析差壓步進鉆頭的應(yīng)力釋放效應(yīng)。假設(shè)地層深度為4500 m（表1）。計算得到階梯井底等效應(yīng)力云圖如圖5所示，沿x軸井眼邊界上徑向和周向應(yīng)力曲線如圖6所示。

由圖5階梯井底和常規(guī)井底等效應(yīng)力云圖可知，在非均勻地應(yīng)力條件下，階梯井底和常規(guī)井底在沿最大水平地應(yīng)力方向都會產(chǎn)生應(yīng)力集中，但階梯井底能夠極大程度上改善這一現(xiàn)象，常規(guī)井底應(yīng)力集中處最大等效應(yīng)力為169.9 MPa，階梯井底該處等效應(yīng)力降至67.6 MPa，降幅達60.2%。且階梯井底最大等效應(yīng)力為161.4 MPa，在相同地應(yīng)力條件下也小于常規(guī)井底。

由圖6可知，階梯井底最大徑向應(yīng)力為155.1 MPa，最大周向應(yīng)力為201 MPa，常規(guī)井底最大徑向應(yīng)力為170 MPa，最大周向應(yīng)力為172.9 MPa。相較于常規(guī)井底，階梯井底徑向應(yīng)力進一步釋放9.6%，周向應(yīng)力增加14%，更利于井底巖石的破碎。而在應(yīng)力釋放范圍方面，常規(guī)井底在徑向距離為119.2～155.5 mm處徑向應(yīng)力與周向應(yīng)力具有明顯差值；階梯井底在徑向距離為95.25～155.5 mm處徑向應(yīng)力與周向應(yīng)力具有明顯差值。因此相較于常規(guī)井底，階梯井底在徑向距離為95.25～119.2 mm處具有明顯的應(yīng)力卸載效應(yīng)，該范圍即為擴眼鉆頭所鉆進的階梯處巖石，此區(qū)域破巖效率會提高。綜上，差壓步進鉆頭形成的階梯型井底具有較好的應(yīng)力釋放效果，尤其針對原常規(guī)井底因應(yīng)力集中而較為難鉆的位置，使其形成含自由面的階梯巖石，應(yīng)力得到極大地釋放，能夠有效提高破巖效率。

3.2.2 不同直徑領(lǐng)眼鉆頭井底應(yīng)力場

地層深度仍為4500 m，擴眼鉆頭直徑一定條件下，不同領(lǐng)眼鉆頭直徑對井底應(yīng)力釋放效果的影響如圖7所示。

由圖7可知，Φ311.2 mm擴眼鉆頭，不同直徑領(lǐng)眼鉆頭的差壓步進鉆頭形成的階梯型井底沿x軸方向上，周向與徑向應(yīng)力差存在兩個極大值，一處位于擴眼鉆頭鉆進的階梯處巖石邊界（徑向距離分別為95.25、107.95、120.65 mm），另一處位于階梯井底外邊界（徑向距離為155.5 mm）。另外，階梯處巖石的周向與徑向應(yīng)力差隨著領(lǐng)眼鉆頭直徑增大呈下降趨勢，即在擴眼鉆頭直徑一定條件下，使用小直徑領(lǐng)眼鉆頭能夠增大階梯處巖石徑向與周向應(yīng)力差，差壓步進鉆頭應(yīng)力釋放效應(yīng)越好，但還應(yīng)當(dāng)考慮領(lǐng)眼鉆頭的結(jié)構(gòu)強度、使用壽命等因素綜合確定領(lǐng)眼鉆頭直徑。

4 差壓步進鉆頭現(xiàn)場試驗

4.1 差壓步進鉆頭的試制

為驗證鉆頭提速效果，取Φ190.5/311 mm井眼進行鉆頭設(shè)計。通過理論分析可知，采用較小直徑的領(lǐng)眼鉆頭可獲得較好的應(yīng)力釋放效果，同時考慮常用鉆頭直徑以及鉆頭強度、壽命等因素，確定領(lǐng)眼鉆頭直徑為152.4 mm，擴眼鉆頭直徑為311.2 mm。結(jié)合前期鉆頭井底流場數(shù)值模擬研究表明［24］，刀翼數(shù)越少，清巖效果越好，即清巖效果優(yōu)劣排序為4刀翼、5刀翼、6刀翼，但從鉆頭硬地層實用性考慮，優(yōu)選5刀翼或6刀翼，綜合兩個因素確定鉆頭刀翼數(shù)為5刀翼。研制的差壓步進鉆頭如圖8所示。

4.2 應(yīng)用井概況

研制的Φ190.5/311 mm差壓步進鉆頭在中國東部某油田現(xiàn)場的3口井中進行實鉆應(yīng)用。3口試驗井中有2口為生產(chǎn)井、1口勘探井，且均為二開制的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計，將差壓步進鉆頭應(yīng)用于3口試驗井的一開鉆進，所鉆地層均為黏土層或含礫巖層。具體鉆進基本參數(shù)如表2所示，其中勘探井因后續(xù)提速效果對比需要，分為兩個層段進行統(tǒng)計。

4.3 應(yīng)用效果

在差壓步進鉆頭完成全部3口試驗井的一開鉆進后，起出鉆頭可以觀察到領(lǐng)眼鉆頭頸部有明顯的摩擦痕跡，如圖9所示。該現(xiàn)象說明鉆進過程中實現(xiàn)了鉆壓的自動分配以及擴眼鉆頭與領(lǐng)眼鉆頭交替步進鉆進的鉆進模式。

起出后的鉆頭新度降為50%，主要原因是鉆頭鉆遇礫石層，導(dǎo)致PDC復(fù)合片破損，具體如圖10所示?？梢杂^察到無論是領(lǐng)眼鉆頭還是擴眼鉆頭受損的PDC復(fù)合片主要分布在鉆頭肩部，而未出現(xiàn)在鉆頭的中心部位，該現(xiàn)象表明井底的難鉆區(qū)域主要分布在井底外圍邊界，靠近井壁處的巖石，這與前文井底應(yīng)力場研究結(jié)論一致。同時該部分巖石在鉆進過程中受到周圍巖石的束縛使其更加難以破碎。

通過統(tǒng)計各試驗井機械鉆速以及鉆時數(shù)據(jù)，并將試驗井與其鄰井相對應(yīng)深度地層的機械鉆速進行比對，并以此評價差壓步進鉆頭的提速效果。其中A、B井與A-1、B-1井均互相為鄰井，C井的鄰井C-1、C-2在對比的地層深度由于分別采

用牙輪鉆頭和PDC鉆頭進行鉆進，因此分為兩個層段進行對比，具體對比結(jié)果如表3所示。實鉆測試結(jié)果

表明，差壓步進鉆頭累積進尺1401.5 m，平均機械鉆速可達46.83 m/h，單井平均機械鉆速最高可達60.96 m/h，對比鄰井采用同直徑的牙輪鉆頭，機械鉆速平均提高204.88%，最高提高318.11%，對比Φ216 mm PDC鉆頭機械鉆速平均提高49.15%，最高提高52.56%，綜合提速161.89%。綜上，差壓步進鉆頭不僅能滿足鉆井現(xiàn)場應(yīng)用要求，而且相對于常規(guī)牙輪鉆頭以及PDC鉆頭都具有較好的提速效果，且可應(yīng)用于常規(guī)PDC鉆頭無法使用的含礫地層，具有廣闊的應(yīng)用前景。

5 結(jié) 論

（1）差壓步進鉆頭在強化鉆頭攻擊性的基礎(chǔ)上又加入弱化地層的理念。鉆進過程中可利用應(yīng)力釋放效應(yīng)，通過形成的階梯型井底弱化地層，同時利用鉆柱縱向振動的能量輔助破巖，實現(xiàn)鉆壓自動分配以及領(lǐng)眼鉆頭與擴眼鉆頭交替鉆進步進式鉆進模式，充分且合理的利用了鉆進能量，可有效提高破巖效率。

（2）階梯井底無論從周向、徑向應(yīng)力差值還是從等效應(yīng)力角度考慮都能夠使階梯處巖石更易破碎；在模擬條件下，使用小直徑領(lǐng)眼鉆頭，具有較好的應(yīng)力釋放效果；隨著地層深度的增加（4500～7000 m），差壓步進鉆頭應(yīng)力釋放的效果增強，井底周向、徑向應(yīng)力差值由161 MPa增至258 MPa，而應(yīng)力釋放比約為60.2%。

（3）研制的Φ190.5/311 mm差壓步進鉆頭，在3口井中進行實鉆應(yīng)用，差壓步進鉆頭綜合提速可達161.89%，最高提速318.11%，提速效果顯著，且可應(yīng)用于礫石層的鉆進。

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（編輯 李志芬）

收稿日期：2023-10-15

基金項目：國家重點研發(fā)計劃政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項（2021YFE0111400）；中石油重大科技項目（ZD2019-183-005）；國家自然科學(xué)基金面上項目（52074324，51974320）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項（19CX02065A ）

第一作者及通信作者：劉永旺（1983-），男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向為高效破巖方法與鉆井提速技術(shù)、定向井軌跡控制理論與方法及鉆井裝備與井下工具開發(fā)。E-mail：liuyongwang@upc.edu.cn。

文章編號：1673-5005（2024）04-0101-08"" doi：10.3969/j.issn.1673-5005.2024.04.010