共振增强型旋转钻探

摘要

一种用于对共振增强型旋转钻头进行控制的方法，该旋转钻头包括一个旋转钻头尖和一个用于对该旋转钻头尖施加轴向振荡负荷的振荡器，该方法包括：对该共振增强型旋转钻头中的振荡器的频率(f)进行控制，由此将该频率(f)维持在(D2Us/(8000πAm))1/2≤f≤Sf(D2Us/(8000πAm))1/2的范围内，其中D是该旋转钻头尖的直径，Us是正在被钻探的材料的抗压强度，A是振动的幅度，m是振动质量，而Sf是大于1的一个比例系数；以及对该共振增强型旋转钻头中的振荡器的动态力(Fd)进行控制，由此将该动态力(Fd)维持在[(π/4)D2effUs]≤Fd≤SFd[(π/4)D2effUs]的范围内，其中Deff是该旋转钻头尖的有效直径，Us是正在被钻探的材料的抗压强度，而SFd是大于1的一个比例系数，其中该振荡器的该频率(f)和该动态力(Fd)是通过以下方式来被控制的，即监测代表该正在被钻探的材料的抗压强度(Us)的多个信号，并且使用一个闭环实时反馈机构根据该正在被钻探的材料的抗压强度(Us)中的多个变化来调整该振荡器的该频率(f)和该动态力(Fd)。

主权项

一种用于对共振增强型旋转钻头进行控制的方法，该旋转钻头包括一个旋转钻头尖和用于将轴向振荡负荷施加到该旋转钻头尖上的一个振荡器，该方法包括：对该共振增强型旋转钻头中的振荡器的频率(f)进行控制，由此将该频率(f)维持在如下范围内(D²U_s/(8000πAm))^1/2≤f≤S_f(D²U_s/(8000πAm))^1/2其中D是该旋转钻头尖的直径，U_s是正在被钻探的材料的抗压强度，A是振动的幅度，m是振动质量，而S_f是大于1的一个比例系数；以及对该共振增强型旋转钻头中的该振荡器的动态力(F_d)进行控制，由此将该动态力(F_d)维持在如下范围内[(π/4)D²_effU_s]≤F_d≤S_Fd[(π/4)D²_effU_s]其中D_eff是该旋转钻头尖的有效直径，U_s是正在被钻探的材料的抗压强度，而S_Fd是大于1的一个比例系数，其中该振荡器的该频率(f)和该动态力(F_d)是通过以下方式来被控制的，即监测代表该正在被钻探的材料的抗压强度(U_s)的多个信号，并且使用一个闭环实时反馈机构根据该正在被钻探的材料的抗压强度(U_s)中的多个变化来调整该振荡器的该频率(f)和该动态力(F_d)。