苏 崭, 王 博, 盖京明, 李 玮*, 赵 欢, 陈冰邓

(1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318; 2.吉林油田钻井工艺研究院，吉林松原 138000)

0 引言

我国深部地层油气资源十分丰富，东部地区53亿t的石油资源、中部地区52%的天然气资源以及西部地区73%的石油资源均埋藏在深部，如何节约钻井成本、提高机械钻速已成为当前研究的重点[1-3]。

2000年，加拿大United Diamond公司提出了辅助PDC钻头破岩的扭力冲击器的构想[4]；2010年，我国开始引进扭力冲击器并应用于川东北地区元坝海相气田、玉门鸭儿峡油田等研磨性强、可钻性差的地层，但是引进手续复杂，金额较大，难以大范围推广应用[5]；2013年，许京国等研制的自激振荡式冲击钻井工具以给PDC钻头施加轴向冲击力的方式提高钻头的破岩效率[6]； 2016年，李玮等研制的扭转冲击提速工具以给PDC钻头施加扭转冲击力的方式抑制其黏滑振动，提高钻速[7]。2018年，李玮等研制的脉冲射流式液动冲击工具实现了液动冲击与脉冲射流相结合破岩[8]。对钻井提速工具的研究主要集中在单一方向施加一种或多种冲击上，在轴向冲击与扭转冲击协同破岩方面的研究还比较少[9]。

根据钻井提速工具已有的研究成果和优化方向，研制了复合式扭力冲击器。复合式扭力冲击器是我国拥有自主知识产权的钻井提速工具，它可以将钻井液的流体能量转换成高频的、周期性的扭转和轴向冲击力，抑制PDC钻头的黏滑效应，使钻头由单一持续的扭转冲击破岩转变为扭转和轴向冲击相结合破岩。……