所获奖励:中国石油和化学工业联合会技术发明奖二等奖
主要完成人:李玮、闫铁、陈世春、李思琪、张立刚、刘维凯、刘永峰、孙士慧、张晶莹、王亮
主要完成单位:东北石油大学、渤海钻探工程有限公司工程技术研究院
项目来源:“十一五”国家科技重大专项“松辽北部深层高效钻头优选与气体钻井防斜、钻具防失效技术研究”(编号:2008ZX05021-002)、“十二五”国家科技重大专项“火成岩地层个性化钻头研制与试验”(编号:2011ZX05021-002)、国家973计划“深井复杂地层安全高效钻井基础研究”(编号:2010CB226703)、国家自然科学基金“钻头谐振激励下岩石的响应机制及破碎机理研究”(编号:51274072)
为解决我国深层油气资源开采过程中,遇到的深井钻进机械钻速缓慢、钻具失效严重、钻井成本高等系列问题,项目组从2008年起,基于国家科技重大专项、国家973计划、国家自然科学基金等项目的支持,与渤海钻探工程有限公司、大庆钻探工程公司、吉林油田等单位深入合作,开展了岩石破碎机理、钻头优化设计、高频低幅钻井装置及方法以及钻井提速工具等方面研究,取得的创新性技术发明成果包括:(1)首创性地将分形理论引入到石油钻井中,建立了全新的岩石可钻性分级标准和旋转钻井破岩比功理论,发明了牙轮钻头和金刚石钻头的分形设计方法,设计了新型钻头。(2)发明了共振钻井装置及其钻井方法,研发了一系列高频低幅钻井装置及工具,形成了高频低幅冲击破岩理论。(3)发明了精细化破岩的钻井理论及工具设计方法,研发了一系列新型扭转冲击提速工具,实现了提速工具的规模化应用。
该成果在塔里木油田,大庆油田、吉林油田,华北油田,苏里格气田等钻井作业中成功规模化应用,打破了本领域技术的国际垄断,使我国在深层油气钻井提速理论技术领域走在国际前列,提高了我国深层油气钻井破岩技术水平和国际影响力。