通过调研国内外文献,介绍了当前扭力冲击器技术发展应用现状,阐述了扭力冲击器+PDC钻头在破碎硬度大、研磨性高的岩层时存在的问题,给出了该技术的发展建议。通过分析和研究国内外扭力冲击技术优缺点,为提高我国在超深井复杂地质构造领域油气勘探开发速度提出合理化建议。针对不同原理的扭力冲击器在现场应用过程中发现的问题和存在的缺陷,通过分析工具的内部结构、运动机理,结合泥浆体系、岩石特性等井下环境,确定影响工具性能优劣的主要原因。涡轮型扭力冲击器存在效率低、易损坏的特点;旋转冲击式装置实用性较差;以Tork Buster为代表的流道交替型扭力冲击器工作性能最为突出,但对钻遇地层、泥浆体系、钻头匹配性有一定要求。纯径向扭击及内部复杂结构限制了流道交替型扭冲性能提高,后续研究可沿增添工具轴向振荡方向和简化工...

自激振荡脉冲射流是一种利用流体动力学、水力学、流体共振和液体弹性的原理而发展起来的一种新型高效脉冲射流。它不需要激振源，无运动件的密封，而是依靠喷嘴的自身结构特性（自激振荡腔室和特殊的边界条件），使通过喷嘴的射流变为自激振荡脉冲射流。应用该理论研制出石油钻井用自激振荡脉冲射流喷嘴，在不需要任何辅助装置的条件下，直接放在现行钻头的水眼内，大大提高了钻井速度。中原、四川、大庆、塔里木等8个油田试验的统计资料表明，在相同条件下脉冲喷嘴钻头与普通喷嘴钻头相比，机械钻速可提高33．5％～70％，单只钻头进尺提高6．7％～44．1％。采用自激振荡脉冲射流喷嘴钻头是提高机械钻速的有效方法之一。

设计了一款全孔反循环气动冲击潜孔锤，主要由逆止阀系统、气缸、锤体、芯管、钻头等组成，可在井底形成冲击回转破岩效果，提高硬质地层机械钻速。为使该潜孔锤达到破岩要求，并防止高频冲击导致井底岩屑重复破碎，建立了该潜孔锤的虚拟样机，采用多体动力学和显示动力学仿真方法，对锤体与钻头间的冲击碰撞作用进行了仿真模拟，分析了潜孔锤工作过程中冲击运动组件的碰撞特性及其结构强度，并应用回归分析方法获得了锤体回弹速度与上一循环的冲击末速度关系的计算方程，通过强度分析得出了锤体冲击末速度的最适合范围为5.8～7.2m/s。

螺杆钻具作为以钻井液为动力的一种容积式马达,是国际上石油钻井过程中最常用的一种井下动力钻具。随着我国在中西部地区直井、定向井、大斜度井以、水平井、丛式井以及多底井数量逐渐增多,螺杆钻具在石油、天然气井钻进过程中防斜打直以及定向造斜过程中起了至关重要的作用。文中重点介绍了高效螺杆钻具的结构及工作原理,对直井钻井中螺杆钻具的选型与使用三方面进行分析,旨在提高螺杆钻具在直井钻井过程中的机械钻速,缩短钻井周期,减少钻井成本。