自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)研制與現(xiàn)場試驗

基金項目：中國石油天然氣集團有限公司重大工程技術(shù)現(xiàn)場試驗項目“粒子沖擊鉆井技術(shù)研究與現(xiàn)場試驗”（2015F-1801）。

姚建林，黃偉，鄭凱中.自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)研制與現(xiàn)場試驗86-92

Yao Jianlin，Huang Wei，Zheng Kaizhong，et al.Development and field test of a self-controlled particle impact drilling system86-92

我國油氣資源勘探開發(fā)中常規(guī)鉆井技術(shù)在鉆遇石英砂巖、燧石、高硅質(zhì)砂巖、黃鐵礦和火成巖等難鉆地層時，面臨“鉆速慢、進(jìn)尺短”的鉆井瓶頸。為此，基于粒子高頻沖擊破巖原理，借鑒高層建筑混凝土配漿-注漿和常壓混凝土儲存方法，設(shè)計了雙活塞換向機構(gòu)、防粒子沉淀物料罐、動態(tài)回收儲存裝置、高效分離裝置和2D/3D自動化監(jiān)控系統(tǒng)，研制了1套自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)，并在江沙X1井對其進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。試驗結(jié)果表明：該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，粒子回收率達(dá)到98.7%，平均機械鉆速15 m/h，與鄰井同地層螺桿配PDC鉆頭鉆進(jìn)方式相比平均機械鉆速提高1.52倍。所得結(jié)論可為深層及復(fù)雜堅硬地層鉆井提速提供技術(shù)支撐。

粒子沖擊鉆井系統(tǒng)；破巖原理；系統(tǒng)功率；密封組件；機械鉆速

TE921

A

011

Development and Field Test of a Self-Controlled

Particle Impact Drilling System

Yao Jianlin1" Huang Wei2" Zheng Kaizhong1

（1.CCDC Drilling amp; Production Technology Research Institute; 2.CCDC Petroleum Drilling amp; Production Technology Co.，Ltd.）

In the exploration and development of oil and gas resources in China，conventional drilling technologies are challenged by the bottlenecks such as low rate of penetration （ROP） and short footage when they are applied in hard-to-drill formations such as quartz sandstone，flint，high siliceous sandstone，pyrite and igneous rock. Based on the principle of particle high-frequency impact rock-breaking，and referring to the methods of concrete mixing-grouting and atmospheric pressure concrete storage in high-rise buildings，the double-piston reversing mechanism，particle deposit prevention bucket，dynamic recovery and storage device，efficient separation device and 2D/3D automatic monitoring system were designed，and a self-controlled particle impact drilling system was developed，which was tested in Well JS-X1. The test results show that the system operates stably and reliably，with a particle recovery rate of 98.7% and an average ROP of 15 m/h，1.52 times more than that of the PDM drill + PDC bit process in the same formation of adjacent wells. The research conclusions provide technical support for improving ROP in drilling deep and complex hard formations.

particle impact drilling system; rock-breaking principle; system power; seal assembly; ROP

0" 引" 言

隨著我國的主要產(chǎn)油區(qū)陸續(xù)進(jìn)入開發(fā)中后期，淺層油氣資源逐漸枯竭，油氣資源的勘探開發(fā)重點已轉(zhuǎn)向深部硬地層和復(fù)雜地層。雖然常規(guī)鉆井技術(shù)現(xiàn)已滿足大部分地層鉆井需求，但在鉆遇石英砂巖、燧石、高硅質(zhì)砂巖和火成巖等難鉆地層時仍面臨“鉆速慢、進(jìn)尺短”的鉆井瓶頸。以四川盆地為例，上部陸相地層砂巖泥巖互層、軟硬交錯，部分地層研磨性強，如珍珠沖組、須家河組層段可鉆性差，平均機械鉆速低、鉆頭消耗量大；下部海相地層長興組底部地層硅質(zhì)含量高，且含燧石，茅口組以泥-粉晶灰?guī)r、泥晶硅質(zhì)灰?guī)r為主，含硅質(zhì)巖和燧石，吳家坪組地層抗壓強度高達(dá)250 MPa，可鉆性差，具有區(qū)域分布特征，整體呈現(xiàn)鉆頭磨損快、選型困難等問題［1］。

其中，川東龍崗須家河組埋深2 700～3 300 m，單只進(jìn)尺97.4 m，平均機械鉆速1.34 m/h；川北九龍山構(gòu)造珍珠沖組埋深約3 500 m，單只進(jìn)尺＜20 m，平均機械鉆速＜0.7 m/h；川中寒武系滄浪鋪組埋深約4 700 m，厚度約130 m，平均單只進(jìn)尺33.6 m，平均機械鉆速＜1 m/h。

粒子高頻沖擊破巖技術(shù)是在不改變現(xiàn)有鉆井設(shè)備和鉆井工藝的基礎(chǔ)上，在立管和鉆井泵之間接入粒子沖擊鉆井系統(tǒng)，將高硬度、高研磨性的剛性粒子按照一定比例注入鉆井液中，并通過鉆井液循環(huán)輸送至粒子沖擊鉆井專用鉆頭處，實現(xiàn)高頻沖擊破巖［2-4］。目前，國外已發(fā)展形成三代粒子沖擊鉆井系統(tǒng)，平均機械鉆速同比常規(guī)鉆井提高了1.3倍。國內(nèi)粒子注入系統(tǒng)的研究發(fā)展也較快，2013年中石油研制的粒子沖擊鉆井樣機，在四川盆地龍崗氣田022-H7井的上三疊統(tǒng)須家河組高研磨性的砂巖地層開展現(xiàn)場試驗1井次，試驗井段較該井上部井段的機械鉆速提高了92.7%［5］。但上述系統(tǒng)仍然存在粒子易堆積壓實堵塞、易磨損失效和自動化程度低等問題。為此，借鑒高層建筑混凝土配漿、注漿原理，研發(fā)了一套自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)，實現(xiàn)了粒子的高壓、連續(xù)輸送和高效分離、回收及遠(yuǎn)程自動監(jiān)控。

1" 破巖原理及技術(shù)方案

1.1" 破巖原理

自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)是基于粒子高頻沖擊破巖技術(shù)研發(fā)的一種適用于高抗壓強度、高硬度、高研磨性地層的新型破巖裝備。其破巖原理是鋼粒子通過高速高頻沖擊巖石表面，使巖石內(nèi)部產(chǎn)生大于巖石抗拉和抗剪強度的拉伸和剪切應(yīng)力，并產(chǎn)生破碎裂紋，實現(xiàn)高效沖擊破巖，如圖1所示。當(dāng)粒子以100 m/s以上的速度沖擊巖石。粒子含量為2%時，粒子沖擊的頻率每分鐘可達(dá)到500萬次；在粒徑為1 mm、沖擊速度為150 m/s試驗條件下，粒子射流破巖體積是水射流破巖體積的3～4倍［6-8］。

1.2" 技術(shù)方案

自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)主要包括雙注入泵連續(xù)注入系統(tǒng)、粒子高效分離回收系統(tǒng)、并聯(lián)雙路鉆井液回收裝置和自動化監(jiān)控系統(tǒng)，如圖2所示。

雙注入泵連續(xù)注入系統(tǒng)可在高壓狀態(tài)下將鋼粒子連續(xù)注入鉆井液循環(huán)管線內(nèi)，使鋼粒子和鉆井液均勻混合；粒子高效分離回收系統(tǒng)可高效分離回收鉆井液、巖屑和鋼粒子混合物中的鋼粒子，并輸送至粒子動態(tài)儲存裝置內(nèi)，實現(xiàn)鋼粒子重復(fù)利用；自動化監(jiān)控系統(tǒng)具有系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測和自動應(yīng)急響應(yīng)等功能。

系統(tǒng)作業(yè)流程：①運用自動上料裝置將鋼粒子運輸至粒子高效分離回收系統(tǒng)的粒子儲存罐內(nèi)；②通過粒子高效分離回收系統(tǒng)的泵送裝置將鋼粒子和鉆井液混合物泵送至雙注入泵，再連續(xù)注入系統(tǒng)物料罐內(nèi)，在泵送過程中，依靠粒子計量裝置和儲存罐精確控制鋼粒子輸送量；③通過雙注泵連續(xù)注入系統(tǒng)中的高壓粒子連續(xù)注入泵將鋼粒子和鉆井液混合物泵送至鉆井液循環(huán)管線內(nèi)，并在PID鉆頭處形成高速混合射流，實現(xiàn)高效破巖；④井底破巖后的鋼粒子、巖屑和鉆井液混合液返出至粒子分離回收裝置，在該裝置處分離、回收鋼粒子，實現(xiàn)鋼粒子重復(fù)利用；⑤巖屑和大部分鉆井液通過并聯(lián)雙路鉆井液回收裝置泵送至鉆井液罐凈化，剩余鉆井液則用于輸送鋼粒子至高壓粒子連續(xù)注入泵物料罐，最終形成一套封閉、環(huán)保的粒子沖擊鉆井作業(yè)技術(shù)方案。

2" 關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)計

2.1" 雙注入泵連續(xù)注入系統(tǒng)設(shè)計

高壓粒子連續(xù)注入系統(tǒng)是粒子沖擊鉆井系統(tǒng)的核心分系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能是將鋼粒子連續(xù)均勻輸送至鉆井高壓循環(huán)管線內(nèi)。這里引入高層建筑混凝土配漿、注漿原理，采用雙活塞注入方法，通過優(yōu)選系統(tǒng)功率，設(shè)計了底部射流攪拌機構(gòu)、鑲嵌式耐磨密封組件和雙芯單向閥，研發(fā)了雙注入泵連續(xù)注入系統(tǒng)［9-13］。該系統(tǒng)主要包括高壓粒子連續(xù)注入泵、防粒子沉淀物料罐、高壓開關(guān)裝置橇組和PLC控制裝置，如圖3所示。

其工作原理：通過液壓雙活塞，以交替輸送的方式將注入泵物料、物料罐內(nèi)的鋼粒子和鉆井液混合物連續(xù)輸送至高壓管線內(nèi)；通過雙芯單向閥防止雙活塞交替過程中混合流體返流至物料罐；同時底部射流攪拌機構(gòu)確保混合液體一直處于旋轉(zhuǎn)運移狀態(tài)，實現(xiàn)鋼粒子不沉淀以及鋼粒子-鉆井液均勻混合；并且采用雙注入泵交替運行的方式，增加注入泵高壓環(huán)境下連續(xù)工作時間，最終實現(xiàn)鋼粒子的長時間-高效-均勻-連續(xù)輸送。

2.1.1" 系統(tǒng)功率優(yōu)選

研發(fā)的自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)主要鉆井提速對象井眼尺寸為215.9～311.2 mm，鉆井液循環(huán)排量30～50 L/s。室內(nèi)試驗的最佳破巖參數(shù)：最佳破巖粒子體積分?jǐn)?shù)2%，粒子噴射速度＞150 m/s，粒徑1.3～2.3 mm。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以得出雙注入泵連續(xù)注入系統(tǒng)電機功率Pt：

Pt=Qo0.98ρd+0.02ρsv21 803.75+Δpcs+Δpg

（1）

式中：Qo為注入系統(tǒng)鉆井液和鋼粒子混合輸送量，m3/s;ρd為鉆井液密度，g/cm3；ρs為鋼粒子密度，g/cm3；v為粒子噴射速率，m/s；Δpcs為循環(huán)壓耗，MPa；Δpg為地面管匯壓耗，MPa。

2.1.2" 防粒子沉淀物料罐設(shè)計

鋼粒子密度（7.85 g/cm3）遠(yuǎn)大于鉆井液密度（2.5 g/cm3），在注入泵物料罐內(nèi)極易沉淀壓實，從而使其和鉆井液混合不均，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致注入泵無法運轉(zhuǎn)。針對上述問題，防粒子沉淀物料罐在側(cè)面設(shè)有與罐壁相切的射流管線，使混合流體以斜射方式噴射進(jìn)罐內(nèi)，形成環(huán)形射流；同時在罐底設(shè)計射流管線，通過定制渣漿泵抽取罐內(nèi)鉆井液，在底部形成高壓射流，不間斷沖刷因重力下降的鋼粒子，保證鋼粒子一直處于松散狀態(tài)，實現(xiàn)混合流體環(huán)形運移，防止鋼粒子沉淀，并均勻混合鋼粒子與鉆井液。防粒子沉淀物料罐主要包括側(cè)面射流管線、底部射流循環(huán)管線和高壓射流泵，如圖4所示。

采用差分液位動態(tài)調(diào)節(jié)算法，基于物料罐實時液位數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整罐壁側(cè)面管線上的流道截面積，確保罐內(nèi)液位為700～1 000 mm，防止鉆井液溢漏；同時實時調(diào)整粒子高效分離回收系統(tǒng)的鋼粒子輸送量，確保罐內(nèi)鋼粒子體積分?jǐn)?shù)恒定。具體算法實現(xiàn)過程如下：①根據(jù)鉆井液輸送泵額定排量Q設(shè)置物料罐側(cè)面管線鉆井液最大排量Q1，高壓粒子連續(xù)注入系統(tǒng)混合液體輸送量Q2，沖擊鉆井作業(yè)混合液體總排量Q3，鋼粒子體積分?jǐn)?shù)p，物料罐截面積S；②當(dāng)罐內(nèi)液位達(dá)到800 mm時，記錄初始時間t1和側(cè)面管線流道調(diào)節(jié)閥初始開度Ft，開啟高壓粒子連續(xù)注入系統(tǒng)，開始高壓粒子注入；③在t2時刻，記錄罐內(nèi)液位高度變化±h（“+”表示液位降低，“-”表示液位增加），調(diào)整截面積調(diào)節(jié)閥開度F，其計算式下：

F=Ft+S×±h/Q×t2-t1

（2）

調(diào)整粒子高效分離回收系統(tǒng)的鋼粒子輸送量T，其計算式如下：

T=FQ1Q3p/Q2

（3）

④循環(huán)步驟②、③，實現(xiàn)物料罐內(nèi)液位平衡和鋼粒子體積分?jǐn)?shù)恒定。

2.1.3" 密封組件設(shè)計

經(jīng)調(diào)研，四川地區(qū)須家河組巖石可鉆性極值8～10，實鉆圍壓40 MPa下三軸抗壓強度高達(dá)399 MPa，需優(yōu)選高強度、高硬度的鋼粒子作為高頻沖擊破巖的材料。但是，上述鋼粒子在高壓注入過程中，極易造成注入泵換向密封組件沖蝕損壞。常規(guī)換向密封組件采用整體堆焊耐磨層的方式提高耐磨性，但是在堆焊過程中，耐磨層易產(chǎn)生微觀裂紋，從而加速組件沖蝕磨損；同時切割環(huán)在換向過程中，易擠壓、剪切粒子，造成密封面崩壞、卡死等。針對上述問題，采用鑲嵌式硬質(zhì)合金工藝替換堆焊耐磨層工藝，通過整體燒結(jié)硬質(zhì)合金環(huán)和在硬質(zhì)合金環(huán)之間燒結(jié)硬質(zhì)合金塊的方式，提高耐磨性和耐沖擊性。換向密封組件優(yōu)化示意圖如圖5所示。

2.2" 粒子高效分離回收系統(tǒng)設(shè)計

川渝地區(qū)215.9 mm井眼循環(huán)鉆井液排量30 L/s，311.2 mm井眼循環(huán)鉆井液排量50 L/s，因此，粒子高效分離裝置處理能力設(shè)計為＞50 L/s。同時采用逆時針磁選方式和無磁不銹鋼材料，延長脫磁時間和避免分離裝置磁化，以提高鋼粒子分離回收效率［14-17］。

基于上述特殊設(shè)計，參考文獻(xiàn)《永磁筒式磁選機》［18］，將高效分離裝置具體參數(shù)設(shè)計為：處理量180 m3/h，磁選機滾筒（外徑×長度）1 050 mm×2 150 mm，磁感應(yīng)強度0.32 T。逆時針旋轉(zhuǎn)磁選方式示意圖如圖6所示。

粒子動態(tài)儲存裝置是粒子沖擊鉆井作業(yè)過程中緩存鋼粒子的核心設(shè)備，基于目標(biāo)層位埋深和井眼尺寸，參考文獻(xiàn)《建筑施工機械與設(shè)備 混凝土攪拌機》［19］，并考慮運輸限制（高度2.7 m、運輸質(zhì)量≤18 t、運輸長度≤9.6 m），同時計算粒子動態(tài)儲存裝置設(shè)計參數(shù)為：容積5.5 m3、電機功率75 kW，優(yōu)選確定前錐螺旋角60°，后錐螺旋角88°，轉(zhuǎn)速為0～9 r/min。設(shè)計自動上料裝置，實現(xiàn)粒子輸出和粒子添加并行，彌補粒子沖擊鉆井作業(yè)循環(huán)所需最低鋼粒子量Vc＞罐體有效容積Vw和鉆井作業(yè)鋼粒子消耗的問題。底部設(shè)計稱重模塊，實時監(jiān)測裝置儲存罐內(nèi)粒子量變化。其計算式如下：

Vc=Lsd+sap（4）

式中：L為井深，m；sd為鉆桿內(nèi)截面積，m2；sa為環(huán)空截面積，m2。

PD=CMs+Mjn9 549η

（5）

式中：PD為粒子動態(tài)儲存裝置理論電機功率，kW；C為峰值影響系數(shù)，1.2～1.4;Ms為儲存罐支撐機構(gòu)所克服的摩擦阻力矩，N·m；Mj儲存罐攪拌扭矩，N·m；n為儲存罐轉(zhuǎn)速，r/min；η為電機效率，取值為0.8～0.9。

2.3" 自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

現(xiàn)有粒子沖擊鉆井系統(tǒng)均采用手動控制或半自動控制的方式操控，在作業(yè)過程中，作業(yè)人員無法實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，導(dǎo)致其存在安全隱患大、勞動強度高和系統(tǒng)工作可靠性低等問題。為此，采用集中-分散型控制方式，通過工業(yè)以太網(wǎng)將多個分散的終端設(shè)備或站點集中到中央控制器，統(tǒng)一進(jìn)行分析處理，控制終端包括中控室中控系統(tǒng)、從控1分離橇、從控2回收橇和從控2注入橇。同時基于作業(yè)準(zhǔn)備、粒子鉆井、結(jié)束作業(yè)、故障檢修和應(yīng)急處置等11個粒子沖擊鉆井作業(yè)運行狀態(tài)，結(jié)合粒子沖擊鉆井作業(yè)工作流程，利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能深度學(xué)習(xí)、三維圖像處理、智能圖像處理等關(guān)鍵技術(shù)［20］，開發(fā)了具有2D/3D功能的自動化監(jiān)控系統(tǒng)（見圖7）。

該系統(tǒng)可集中展示現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)、錄井?dāng)?shù)據(jù)和視頻圖像數(shù)據(jù)等；遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場設(shè)備；自動化和智能化應(yīng)急處置；收集分析高壓區(qū)視頻數(shù)據(jù)，快速預(yù)警閥門滲漏、人員誤入等高壓區(qū)安全風(fēng)險，提高了作業(yè)效率、保障了作業(yè)安全。

3" 現(xiàn)場試驗

在江沙X1井對粒子沖擊鉆井系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。試驗層位沙溪廟組，巖性砂巖、泥巖互層，試驗井眼直徑215.9 mm，試驗井段2 365～2 470 m，井深與平均機械鉆速變化如圖8所示。其中，在2 400～2 421 m井段開展了鉆壓、排量和粒子體積分?jǐn)?shù)等變參數(shù)鉆進(jìn)試驗，獲得了上述參數(shù)對機械鉆速的影響規(guī)律以及本井最優(yōu)粒子沖擊鉆井工藝參數(shù)，即鉆壓90～117 kN，排量26～28 L/s，粒子體積分?jǐn)?shù)2%；在2 422～2 470 m井段開展了本井最優(yōu)粒子沖擊鉆井工藝參數(shù)鉆進(jìn)試驗，試驗平均機械鉆速15 m/h。本次現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，粒子沖擊

鉆井系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，鋼粒子回收率達(dá)到98.7%，PID鉆頭出井新度95%以上，最優(yōu)參數(shù)鉆進(jìn)平均機械鉆速與鄰井同地層螺桿配PDC鉆頭鉆進(jìn)方式相比提高1.52倍。各類鉆井方式的機械鉆速對比如圖9所示。

4" 結(jié)論與認(rèn)識

（1）借鑒高層建筑混凝土配漿、注漿原理，創(chuàng)新設(shè)計雙活塞換向機構(gòu)，研制的雙注入泵連續(xù)注入系統(tǒng)能夠長時間-高效-均勻-連續(xù)輸送鋼粒子，同時防粒子沉淀物料罐能夠有效防止鋼粒子沉淀堆積，且配套差分液位動態(tài)調(diào)節(jié)算法的液位控制穩(wěn)定，能夠有效避免鉆井液溢出，滿足粒子沖擊鉆井現(xiàn)場作業(yè)需求。

（2）基于目標(biāo)層位埋深、井眼尺寸和常壓混凝土動態(tài)儲存原理，研制的粒子高效分離回收系統(tǒng)，實現(xiàn)了作業(yè)全過程粒子動態(tài)儲存，有效避免了粒子結(jié)塊，同時采用逆時針磁選回收鋼粒子，使粒子回收率提高到98.7%。

（3）通過分析粒子沖擊鉆井需求，建立系統(tǒng)狀態(tài)辨識模型，采用圖像智能識別、故障診斷和風(fēng)險辨識等技術(shù)手段，開展自動化監(jiān)控系統(tǒng)布局和系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計，開發(fā)了一套具備2D/3D功能的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了高壓區(qū)人員行為智能識別、設(shè)備運轉(zhuǎn)遠(yuǎn)程控制、工況異常應(yīng)急報警、工況轉(zhuǎn)換一鍵切換，解決了高壓區(qū)安全隱患大、作業(yè)人員勞動強度高和系統(tǒng)工作可靠性低等問題。

（4）在江沙X1井對自控型粒子沖擊鉆井系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，在試驗過程中，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，粒子回收率達(dá)到98.7%，平均機械鉆速15 m/h，與鄰井同地層螺桿配PDC鉆頭鉆進(jìn)方式相比平均機械鉆速提高1.52倍，提速效果明顯。

（5）該系統(tǒng)仍然存在地面設(shè)備多、體積大等問題，下一步需開展模塊化、橇裝化和小型化優(yōu)化設(shè)計，同時研究不同難鉆地層對粒子沖擊鉆井技術(shù)的適應(yīng)性，以探索在新區(qū)塊、新地層的應(yīng)用。

［1］

鄧虎，賈利春．四川盆地深井超深井鉆井關(guān)鍵技術(shù)與展望［J］．天然氣工業(yè)，2022，42（12）：82-94．

DENG H，JIA L C. Key technologies for drilling deep and ultra-deep wells in the Sichuan Basin： Current status，challenges and prospects［J］. Natural Gas Industry，2022，42（12）： 82-94.

［2］ "徐依吉，趙紅香，孫偉良，等．粒子沖擊鉆井發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)關(guān)鍵［J］．鉆采工藝，2010，33（5）：35-38．

XU Y J，ZHAO H X，SUN W L，et al. Current situation and prospect of particle impact drilling technology［J］. Drilling amp; Production Technology，2010，33（5）： 35-38.

［3］" 陳熹璆，張楊，溫榮林．粒子沖擊鉆井系統(tǒng)研究初探［J］．石油機械，2010，38（5）：8-10．

CHEN X Q，ZHANG Y，WEN R L. A preliminary exploration of the particle impact drilling system［J］. China Petroleum Machinery，2010，38（5）： 8-10.

［4］" 伍開松，古劍飛，況雨春，等．粒子沖擊鉆井技術(shù)述評［J］．西南石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，30（2）：142-146．

WU K S，GU J F，KUANG Y C，et al. Comment on particle impact drilling technology［J］. Journal of Southwest Petroleum University（Science amp; Technology Edition），2008，30（2）： 142-146.

［5］" 趙健，韓烈祥，徐依吉，等．粒子沖擊鉆井技術(shù)理論與現(xiàn)場試驗［J］．天然氣工業(yè)，2014，34（8）：102-107．

ZHAO J，HAN L X，XU Y J，et al. A theoretical study and field test of the particle impact drilling technology［J］. Natural Gas Industry，2014，34（8）： 102-107.

［6］" 閆鐵，杜婕妤，李瑋，等．高效破巖前沿鉆井技術(shù)綜述［J］．石油礦場機械，2012，41（1）：50-55．

YAN T，DU J Y，LI W，et al. Synthesizing comment on efficient rock fragmentation method in frontier drilling technology［J］. Oil Field Equipment，2012，41（1）： 50-55.

［7］" 王瑞和，王方祥，周衛(wèi)東，等．粒子破巖鉆進(jìn)技術(shù)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢［J］．中國石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，40（6）：71-79．

WANG R H，WANG F X，ZHOU W D，et al. Particle impact drilling technology：the state of the art and perspective development［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science），2016，40（6）： 71-79.

［8］" 趙健，伍賢柱，韓烈祥，等．粒子鉆井技術(shù)新進(jìn)展與破巖數(shù)值模擬研究［J］．鉆采工藝，2013，36（1）：1-5．

ZHAO J，WU X Z，HAN L X，et al. New progress of particle drilling technology and numerical simulation of rock breaking［J］. Drilling amp; Production Technology，2013，36（1）： 1-5.

［9］" 趙健，韓烈祥，徐依吉，等．粒子沖擊鉆井技術(shù)理論與現(xiàn)場試驗［J］．天然氣工業(yè)，2014，34（8）：102-107．

ZHAO J，HAN L X，XU Y J，et al. A theoretical study and field test of the particle impact drilling technology［J］. Natural Gas Industry，2014，34（8）： 102-107.

［10］" 孫浩玉，溫林榮．粒子沖擊鉆井系統(tǒng)設(shè)計及室內(nèi)試驗研究［J］．石油機械，2011，39（12）：18-21．

SUN H Y，WEN L R. Particle impact drilling system design and laboratory test research［J］. China Petroleum Machinery，2011，39（12）： 18-21.

［11］" 李建波，邢雪陽，李書霞，等．旋葉式粒子鉆井注入裝置設(shè)計與研究［J］．石油機械，2014，42（8）：37-40．

LI J B，XING X Y，LI S X，et al. Research and design of injection device for rotary vane particle impact drilling［J］. China Petroleum Machinery，2014，42（8）： 37-40.

［12］" 邢雪陽，徐義．粒子沖擊鉆井注入系統(tǒng)設(shè)計及數(shù)值模擬研究［J］．石油機械，2013，41（11）：21-26．

XING X Y，XU Y. Design and numerical simulation of particle impact drilling injection system［J］. China Petroleum Machinery，2013，41（11）： 21-26.

［13］" 徐依吉，廖坤龍，靳紀(jì)軍，等．雙柱塞式粒子沖擊鉆井注入系統(tǒng)設(shè)計［J］．石油機械，2013，41（3）：7-10，14．

XU Y J，LIAO K L，JIN J J，et al. Design of the injection system for double plunger particle impact drilling［J］. China Petroleum Machinery，2013，41（3）： 7-10，14.

［14］" 徐依吉，靳紀(jì)軍，廖坤龍，等．粒子沖擊鉆井中粒子回收技術(shù)研究［J］．石油機械，2013，41（1）：14-16，35．

XU Y J，JIN J J，LIAO K L，et al. Research on the particle recovery technology in particle impact drilling［J］. China Petroleum Machinery，2013，41（1）： 14-16，35.

［15］" 周毅，邢雪陽，王瑞英，等．旋轉(zhuǎn)儲罐式粒子沖擊鉆井回收系統(tǒng)設(shè)計與試驗［J］．石油機械，2014，42（9）：31-34．

ZHOU Y，XING X Y，WANG R Y，et al. Design and test of rotary tank particle impact drilling recovery system［J］. China Petroleum Machinery，2014，42（9）： 31-34.

［16］" 黃偉，姚建林，鄭凱中，等．用于粒子沖擊鉆井系統(tǒng)的鋼粒子精確調(diào)控裝置研究［J］．鉆采工藝，2022，45（1）：101-104．

HUANG W，YAO J L，ZHENG K Z，et al. Steel particle precise control device for particle impact drilling system［J］. Drilling amp; Production Technology，2022，45（1）： 101-104.

［17］" 徐義，靳紀(jì)軍，趙健．沖擊鉆井粒子回收系統(tǒng)磁選機的優(yōu)化及實驗研究［J］．鉆采工藝，2013，36（6）：5-7．

XU Y，JIN J J，ZHAO J. Optimization and experimental study on magnetic separator of impact drilling particle recovery system［J］. Drilling amp; Production Technology，2013，36（6）： 5-7.

［18］" 中華人民共和國工業(yè)和信息化部．永磁筒式磁選機：JB/T 7895—2018［S］．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.

Ministry of lndustey and information Technology of the Peoples Republic of China. Permanent magnetic drum separator： JB/T 7895—2018 ［S］. Beijing： Standards Press of China，2018.

［19］" 國家市場監(jiān)督管理總局．建筑施工機械與設(shè)備 混凝土攪拌機：GB/T 9142—2021［S］．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．

State Administration for Market Regulation. Building construction machinery and equipment-concrete mixer： GB/T 9142—2021［S］. Beijing： Standards Press of China，2021.

［20］" 李雷，韓烈祥，姚建林．參數(shù)耦合在粒子沖擊鉆井智能決策系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．鉆采工藝，2020，43（3）：4-6，45．

LI L，HAN L X，YAO J L. Application of parameter coupling in particle impact drilling intelligent decision system［J］. Drilling amp; Production Technology，2020，43（3）： 4-6，45.

第一姚建林，高級工程師，生于1980年，2011年畢業(yè)于上海大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事全面鉆進(jìn)鉆頭研發(fā)及提速工具研制工作。地址：（618300）四川省廣漢市。email：dhyjl@126.com。

通信作者：黃偉，email：444920440@qq.com。HYPERLINK\"mailto：444920440@qq.com。\"

2024-02-05

楊曉峰