劉書(shū)斌，倪紅堅(jiān)，張 恒

（1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東青島 266580；2.非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)石油大學(xué)（華東）），山東青島 266580）

沖擊破巖作為一種高效破巖技術(shù)一直是人們重點(diǎn)關(guān)注的石油鉆井技術(shù)。目前，傳統(tǒng)的沖擊鉆井工具以單向沖擊為主，即沖擊載荷周期性地施加在鉆頭的軸向或者扭轉(zhuǎn)方向[1-3]。研究與實(shí)踐表明，軸向沖擊能夠增加PDC 切削齒的切削深度，從而提高破巖效率；但鉆進(jìn)硬地層時(shí)，切削深度增大，切削阻力會(huì)大幅度提高，鉆頭極易因切削力不足而出現(xiàn)扭矩循環(huán)累積與釋放的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致鉆井速度降低、鉆頭使用壽命縮短[4-5]。為了增強(qiáng)鉆頭的切削能力,研究并應(yīng)用了扭向沖擊鉆井技術(shù)，通過(guò)提高鉆頭切削力將巖石快速切削破碎,能夠減弱或消除粘滑振動(dòng)現(xiàn)象,是一-種高效的硬地層提速技術(shù)[2，6-7]。但是，為了獲得理想的切削深度,扭向沖擊工具往往需要配合較大的鉆壓。

為同時(shí)解決PDC鉆頭齒切削深度不足和粘滑振動(dòng)難題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出利用軸扭復(fù)合沖擊提高PDC鉆頭的破巖效率,研制出軸向與扭向沖擊機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立的軸扭復(fù)合沖擊工具，并取得了較好的應(yīng)用效果[8-9]，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。因此,筆者在分析軸向與扭向沖擊力對(duì)PDC鉆頭破巖影響的基礎(chǔ)上,以自激振蕩流體脈沖為沖擊能量來(lái)源研制了一種新型軸扭復(fù)合沖擊工具。該工具的軸向與扭向沖擊力由同--機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)力的分解得到,完全同步[10-12],具有結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。軸扭復(fù)合沖擊工具在準(zhǔn)噶爾盆地硬地層、塔里木盆地膏泥巖地層及塔里木盆地深井硬地層進(jìn)行了應(yīng)用,結(jié)果表明，軸扭復(fù)合沖擊工具能產(chǎn)生軸向和扭向沖擊力,提高破巖效率，減小鉆進(jìn)硬地層時(shí)的粘滑振動(dòng),提高機(jī) 械鉆速。

1 軸向與扭向沖擊力對(duì)破巖的影響

軸向與扭向沖擊力在PDC鉆頭破巖過(guò)程中發(fā)揮著不同的作用。軸向沖擊要解決的是鉆頭切削齒切削深度小導(dǎo)致的破巖效率低的問(wèn)題，可通過(guò)分析軸向力對(duì)鉆頭破巖的影響揭示其提速機(jī)理;扭向沖擊的作用是減小鉆頭的粘滑振動(dòng),可通過(guò)研究扭向沖擊力對(duì)鉆頭運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響揭示其減振機(jī)理。

1.1 軸向沖擊力的影響

室內(nèi)試驗(yàn)研究表明成[13],不同切削深度下巖石的破碎模式不同(見(jiàn)圖1)。由圖1可知:切削深度較小時(shí)產(chǎn)生塑性破碎,此時(shí)破碎主要發(fā)生在切削齒附近,因此巖屑尺寸小;隨著切削深度增加,逐漸轉(zhuǎn)換為脆性破碎模式,此時(shí)巖石的破碎受裂紋的影響，形成的巖屑體積較大。因此,通過(guò)井下工具對(duì)PDC鉆頭持續(xù)施加軸向沖擊力,有助于增大鉆頭的破巖休積,從而提高破巖效率。

理想情況下,破巖過(guò)程中切削齒受力隨時(shí)間均勻波動(dòng),但隨著切削深度增大,破巖所需的切削力隨之增大;尤其在鉆進(jìn)硬地層過(guò)程中所需的切削力大幅度增加，當(dāng)切削力不足以破碎巖石時(shí),切削力出現(xiàn)循環(huán)累積與釋放的現(xiàn)象,該現(xiàn)象即為粘滑振動(dòng),是硬地層鉆井難題之一。粘滑振動(dòng)下的破巖過(guò)程如圖2所示。

圖1 淺切削與深切削下的巖石破碎形態(tài)示意Fig.1 Schcmatic diagram of rock brcaking morphology under shallow and deep cufting actions

圖2 粘滑振動(dòng)下的破巖過(guò)程Fig.2 Rock breaking process under stick-slip vibration

1.2 扭向沖擊力的影響

鉆頭的粘滑振動(dòng)過(guò)程包括粘滯階段和滑脫階段,在轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)鉆柱旋轉(zhuǎn)的情況下，滑脫階段轉(zhuǎn)速峰值高，而粘滯階段轉(zhuǎn)速為0。為減弱粘滑振動(dòng),借助沖擊工具對(duì)PDC鉆頭持續(xù)施加扭向沖擊力,提高鉆頭的瞬間切削力,以縮短下部鉆具的扭矩累積時(shí)間,從而降低滑脫轉(zhuǎn)速并消除粘滯現(xiàn)象,使鉆進(jìn)更加平穩(wěn)。

采用扭轉(zhuǎn)擺模型(見(jiàn)圖3)成[14]分析扭向沖擊力減弱粘滑振動(dòng)的機(jī)理。圖3中:L1為鉆桿長(zhǎng)度,m;L2為鉆鋌長(zhǎng)度,m;2為轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速,rad/s;M為地層作用于鉆頭的扭矩，Nm;K為鉆柱系統(tǒng)有效扭轉(zhuǎn)剛度,N·m/rad.

圖3 扭轉(zhuǎn)擺模型示意Fig.3 Schemetic diagram of the torsional pendulum model

當(dāng)鉆柱處于粘滑狀態(tài)時(shí),鉆頭可看作一個(gè)質(zhì)量集中的飛輪,鉆頭的運(yùn)動(dòng)方程為成[15]:

式中：J為有效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2；t為時(shí)間，s。

發(fā)生粘滑振動(dòng)時(shí)，地層作用于鉆頭的扭矩可以表示為：

式中：M0為地層作用于鉆頭的恒定扭矩（對(duì)應(yīng)粘滑振動(dòng)過(guò)程中鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)作用于地層的扭矩），N·m；ΔM為粘滑振動(dòng)中鉆頭靜止時(shí)作用于地層的最大扭矩與鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)作用于地層的扭矩之差，N·m；M0+ΔM為地層作用于鉆頭的最大扭矩（對(duì)應(yīng)粘滑振動(dòng)中鉆頭靜止時(shí)作用于地層的最大扭矩），N·m；θ為角位移，rad。

無(wú)扭轉(zhuǎn)沖擊力作用下鉆頭的轉(zhuǎn)速為：

式中：ω為轉(zhuǎn)角頻率，Hz；β為相位角，rad；t1為滑脫階段截止時(shí)間，s；Ts為粘滑振動(dòng)周期，s；rb為沖擊力作用點(diǎn)至鉆柱中心軸的水平距離，mm；Ftmax為沖擊力峰值，N；ψ為沖擊力頻率，Hz。

以某井為例進(jìn)行具體分析。該井所用鉆柱全長(zhǎng)4400 m（其中鉆桿長(zhǎng)4130 m，鉆鋌長(zhǎng)270 m），額外的扭矩 4.0 kN·m，剪切模量8.0 GPa，鉆柱密度7850 kg/m3，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速60 r/min，滑動(dòng)時(shí)恒定的摩擦扭矩4000 kN·m，使用外徑127.0 mm、內(nèi)徑90.5 mm的鉆桿和外徑158.8 mm、內(nèi)徑57.2 mm 的鉆鋌。通過(guò)計(jì)算，得到了無(wú)沖擊作用和扭向沖擊作用下的鉆頭轉(zhuǎn)速，并與轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速與鉆頭轉(zhuǎn)速對(duì)比曲線Fig.4 Comparison on the RPMs of rotary table and bit

由圖4 可知：在粘滑振動(dòng)過(guò)程中，鉆頭的最大轉(zhuǎn)速達(dá)到了轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速的3 倍，最低轉(zhuǎn)速為0，并維持了一段時(shí)間；而在扭向沖擊力作用下，鉆頭的粘滑振動(dòng)現(xiàn)象得到了緩解。鉆頭粘滑振動(dòng)現(xiàn)象得到緩解的主要表現(xiàn)為：滑脫階段鉆頭轉(zhuǎn)速波動(dòng)的幅度變小；粘滯階段鉆頭轉(zhuǎn)速并未降至0，而是出現(xiàn)了小幅波動(dòng)。

2 軸扭復(fù)合沖擊工具的研制

由上述分析可知，軸向沖擊力有助于增大破巖體積，扭向沖擊力有助于減小粘滑振動(dòng)。為將2 種沖擊作用結(jié)合于同一工具，研制了一種軸扭復(fù)合沖擊工具，其結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

圖5 軸扭復(fù)合沖擊工具結(jié)構(gòu)示意Fig.5 Schematic diagram of a compound axial and torsional impact tool

軸扭復(fù)合沖擊工具可將鉆井液能量轉(zhuǎn)換成周期性的軸向與扭向沖擊力，其最核心的沖擊系統(tǒng)主要由自激振蕩脈沖噴嘴和螺旋沖擊座組成[10-11]。自激振蕩脈沖噴嘴位于該工具上部，當(dāng)流體經(jīng)噴嘴流入腔室Ⅰ時(shí),通過(guò)壓力的振蕩與反饋,將連續(xù)恒壓高速流體轉(zhuǎn)變成具有一定壓力波動(dòng)的流體;之后流體進(jìn)入螺旋沖擊座上部的腔室Ⅱ，進(jìn)一步放大流體的波動(dòng)并直接作用于螺旋沖擊座的螺旋面;螺旋面將脈沖壓力轉(zhuǎn)換為機(jī)械式的軸向和扭轉(zhuǎn)雙向沖擊力,并通過(guò)下接頭的運(yùn)動(dòng)將沖擊力最終傳遞至鉆頭。由于軸扭沖擊作用由螺旋面結(jié)構(gòu)分解得到,因此其沖擊力完全同步,避免了由于不同步造成的破巖過(guò)程不穩(wěn)定情況。

軸扭復(fù)合沖擊工具的螺旋沖擊面結(jié)構(gòu)和沖擊力計(jì)算模型如圖6所示。

圖6 螺旋沖擊面結(jié)構(gòu)和沖擊力計(jì)算模型Fig.6 Structure of spiral impact surface and calculation model of impact forces

式中:Fd為軸向沖擊力,kN; n為螺旋齒的數(shù)量;R1和R2分別為螺旋面的最小和最大半徑,m; p為流體脈沖的波動(dòng)壓力，MPa; o為單齒在圓周方向上的分布角度,rad;r為扭向沖擊力作用點(diǎn)至沖擊座軸線的水平距離，m;a為螺旋齒角度，rad;Md為扭向沖擊扭矩，N·m。

目前，已經(jīng)研制出幣φ177.8，φ197.0，φ203.2,φ244.5和φ285.8 mm軸扭復(fù)合沖擊工具，其中φ197.0和φ203.2 mm軸扭復(fù)合沖擊工具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，力學(xué)參數(shù)也相同。該工具的螺旋齒角度均為50°,軸向沖擊力和扭向沖擊扭矩幅值隨著壓力損耗增加而增大，沖擊力的頻率為300～560 Hz。

不同尺寸的軸扭復(fù)合沖擊工具的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 軸扭復(fù)合沖擊工具的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)Table 1 Key technical parameters of compound axial and torsional impact tool

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

軸扭復(fù)合沖擊工具已在準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地的23口井進(jìn)行了應(yīng)用。應(yīng)用分為3個(gè)階段:第一階段,在準(zhǔn)噶爾盆地某區(qū)塊進(jìn)行,主要應(yīng)用地層為三疊系、二疊系和石炭系,地層可鉆性級(jí)值分別為5.0～8.0、7.0～8.0和6.0～9.0,該區(qū)塊之前以牙輪鉆頭鉆進(jìn)為主，鉆頭進(jìn)尺少且機(jī)械鉆速低;第二階段,在塔里木盆地某區(qū)塊進(jìn)行，主要應(yīng)用地層包括吉迪克組、古近系和白堊系膏泥巖地層,可鉆性級(jí)值為4.1～5.8,之前的提速工具主要為螺桿鉆具;第三階段,在塔里木盆地某區(qū)塊深部古生界二疊系和石炭系，及以下地層應(yīng)用,二疊系可鉆性級(jí)值為7.0～8.0,石炭系及以下地層可鉆性級(jí)值為6.4～9.3,該層段機(jī)械鉆速低且井下粘滑振動(dòng)劇烈，易引起鉆頭提前失效'[16-18]。

3.1 在準(zhǔn)噶爾盆地的應(yīng)用

軸扭復(fù)合沖擊工具在準(zhǔn)噶爾盆地應(yīng)用20口井，總進(jìn)尺為11155.14 m,機(jī)械鉆速為2.45～ 8.20 m/h,平均機(jī)械鉆速為4.08 m/h,如圖7所示。

圖7 準(zhǔn)噶爾盆地應(yīng)用井鉆頭進(jìn)尺和機(jī)械鉆速Fig.7 Bit footage and ROP of wells using compound axial and torsional impact tools inJunggar Basin

根據(jù)地層可鉆性級(jí)值的差異﹐分別對(duì)三疊系、二疊系和石炭系地層的平均機(jī)械鉆速和平均單只鉆頭進(jìn)尺進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果如圖8所示。

圖8 準(zhǔn)噶爾盆地分地層平均機(jī)械鉆速和單只鉆頭進(jìn)尺對(duì)比Fig.8 Comparison of average ROP and single bit footage in different strata in Junggar Basin

由圖8可知:與同區(qū)塊鄰井相比,三疊系平均機(jī)械鉆速提高了165.0%,平均單只鉆頭進(jìn)尺增加了101.2%;二疊系平均機(jī)械鉆速提高了106.3%,平均單只鉆頭進(jìn)尺增加了173.8%;石炭系平均機(jī)械鉆速提高了110.0%,平均單只鉆頭進(jìn)尺增加了229.2%。

采用常規(guī)技術(shù)鉆進(jìn)硬地層時(shí),鉆頭切削齒的切削深度小,所以破碎形成巖屑的粒徑小。軸扭復(fù)合沖擊工具增大了切削齒的切削深度,因此巖石呈現(xiàn)出大塊破碎形態(tài)，所得巖屑顆粒的粒徑較常規(guī)技術(shù)所得巖屑顆粒要大(見(jiàn)圖9)。

軸扭復(fù)合沖擊工具應(yīng)用井段鉆機(jī)電流(反映扭矩波動(dòng)情況)在85～90A,而常規(guī)技術(shù)鉆進(jìn)井段的鉆機(jī)電流為80～97 A,扭矩波動(dòng)幅值減小70.6%(見(jiàn)圖10),且2種情況的鉆壓均在70～80 kN。另外，該井應(yīng)用軸扭復(fù)合沖擊工具鉆進(jìn)井段與應(yīng)用常規(guī)技術(shù)鉆進(jìn)井段,均使用了1只同型號(hào)PDC鉆頭,前者進(jìn)尺達(dá)到523 m時(shí)鉆頭依然完好,而后者鉆進(jìn)83 m后，由于機(jī)械鉆速低、扭矩波動(dòng)劇烈而起鉆,鉆頭磨損嚴(yán)重。應(yīng)用結(jié)果表明，在鉆壓大小相當(dāng)?shù)那闆r下，采用常規(guī)技術(shù)出現(xiàn)了粘滑振動(dòng)現(xiàn)象,通過(guò)應(yīng)用軸扭復(fù)合沖擊工具有效抑制了這種劇烈的扭矩波動(dòng)。因此，該工具的減振作用有利于PDC鉆頭穩(wěn)定鉆進(jìn),從而達(dá)到保護(hù)鉆頭的目的。

圖9 軸扭復(fù)合沖擊工具鉆井所得巖屑與常規(guī)鉆屑對(duì)比Fig.9 Comparison of cuttings obtained from compound axial and torsional impact tool and conventional cuttings

圖10 軸扭復(fù)合沖擊工具應(yīng)用井段和相鄰井段的扭矩波動(dòng)Fig.10 Torque fluctuations of intervals using compound axial and torsional impact tool and the adjacent intervals

3.2 在塔里木盆地膏泥巖地層的應(yīng)用

軸扭復(fù)合沖擊工具在塔里木盆地X-116井4896～5241m井段進(jìn)行了應(yīng)用，純鉆時(shí)間60h,所鉆地層為新近系、古近系和白堊系,地層含膏泥巖,巖性偏軟,可鉆性級(jí)值為4.1～5.8。為分析軸扭復(fù)合沖擊工具的實(shí)際提速效果,將其應(yīng)用井段與鄰井相近井段(采用螺桿鉆具、常規(guī)鉆具)的實(shí)鉆數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 應(yīng)用井段與鄰井相近井段實(shí)鉆數(shù)據(jù)對(duì)比Table 2 Comparison of actual drilling data between intervals using compound axial and torsional impact tool and the adjacent intervals

由表2可知,與鄰井相近層段相比,應(yīng)用軸扭復(fù)合沖擊工具后總體提速84.9%。其中，與螺桿鉆具相比平均機(jī)械鉆速提高了71.0%,而與常規(guī)鉆具相比平均機(jī)械鉆速提高了98.3%。

軸扭復(fù)合沖擊工具和螺桿鉆具鉆進(jìn)產(chǎn)生的巖屑如圖11所示。由圖11可以看出，軸扭復(fù)合沖擊工具產(chǎn)生的巖屑粒徑更大。分析認(rèn)為，螺桿鉆具鉆進(jìn)過(guò)程中，高轉(zhuǎn)速有助于PDC齒快速切削巖石，而與之配套的鉆壓參數(shù)較低，因此切削深度小，形成巖屑的粒徑也小。

圖11 軸扭復(fù)合沖擊工具和螺桿鉆具鉆進(jìn)產(chǎn)生的巖屑對(duì)比Fig.11 Comparison of cuttings obtained from compound axial and torsional impact tool and PDM drills

同時(shí)，分析了不同粒徑巖屑的質(zhì)量占比。具體方法是:對(duì)軸扭復(fù)合沖擊工具和螺桿鉆具鉆井產(chǎn)生的巖屑進(jìn)行5級(jí)篩網(wǎng)(篩孔直徑分別為8.0,4.0，2.0,1.0和0.5 mm)篩分,對(duì)篩分出的巖屑進(jìn)行稱重,然后計(jì)算每級(jí)巖屑所占總質(zhì)量的百分比,結(jié)果見(jiàn)圖12。

圖12 不同粒徑巖屑質(zhì)量占比Fig.12 Weight proportion of cuttings of different sizes

由圖12可知:軸扭復(fù)合沖擊工具應(yīng)用井段粒徑大于4.0 mm的巖屑占巖屑總質(zhì)量的52%,螺桿鉆具應(yīng)用井段則占26%;軸扭復(fù)合沖擊工具應(yīng)用井段粒徑小于2.0 mm的巖屑占巖屑總質(zhì)量的21%，螺桿鉆具應(yīng)用井段則占56%。

3.3 在塔里木盆地古生界地層的應(yīng)用

軸扭復(fù)合沖擊工具在塔里木盆地某區(qū)塊S5-1井和S5-4井進(jìn)行了應(yīng)用,應(yīng)用地層為深部古生界二疊系和石炭系以下地層。二疊系巖性為火成巖(玄武巖、凝灰?guī)r、英安巖)，累計(jì)進(jìn)尺450 m，平均機(jī)械鉆速2.76 m/h，單趟鉆進(jìn)尺112.5 m;石炭系、泥盆系和志留系巖性以砂泥巖、碳酸鹽巖互層為主，累計(jì)進(jìn)尺2289 m,平均機(jī)械鉆速4.50 m/h,平均單趟鉆進(jìn)尺1144.50 m。

將軸扭復(fù)合沖擊工具、軸向沖擊工具和扭向沖擊工具的性能參數(shù)，以及各沖擊工具在該區(qū)塊古生界地層應(yīng)用井的鉆井參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表3。同時(shí)，對(duì)平均機(jī)械鉆速和單趟鉆進(jìn)尺進(jìn)行了計(jì)算和分析，結(jié)果分別見(jiàn)圖13 和圖14。

表3 幾種沖擊工具的性能參數(shù)和應(yīng)用井的鉆井參數(shù)Table 3 Performance parameters of several impact drilling tools and drilling parameters in their field applications

圖13 塔里木盆地二疊系平均機(jī)械鉆速和單趟鉆進(jìn)尺Fig.13 Average ROP and single trip footage in the Permian of Tarim Basin

圖14 塔里木盆地石炭系及以下地層平均機(jī)械鉆速和單趟鉆進(jìn)尺Fig.14 Average ROP and single trip footage in the Carboniferous and lower strata of Tarim Basin

由圖13 可以看出，軸扭復(fù)合沖擊工具在二疊系應(yīng)用井段的平均機(jī)械鉆速比常規(guī)鉆進(jìn)井段提高了115.5%，與軸向沖擊工具和扭向沖擊工具相比，機(jī)械鉆速也分別提高了66.3%和46.8%。也就是說(shuō)，在二疊系，軸扭復(fù)合沖擊工具提速幅度最大，扭向沖擊工具次之，軸向沖擊工具最小。二疊系應(yīng)用軸扭復(fù)合沖擊工具井的平均單趟鉆進(jìn)尺為112.5 m，相比常規(guī)鉆井技術(shù)增加了46.4%，與軸向沖擊工具和扭向沖擊工具相比，分別增加了194.0%和17.2%，這說(shuō)明軸向沖擊工具保護(hù)鉆頭的效果不佳。由圖14 可以看出，在石炭系及以下地層，軸扭復(fù)合沖擊工具的應(yīng)用效果同樣優(yōu)于扭向沖擊工具（機(jī)械鉆速提高了30.2%，平均單趟鉆進(jìn)尺增加了191.8%）。

4 結(jié)論與建議

1）軸向沖擊力通過(guò)增大鉆頭吃入地層的深度提高破巖效率，扭向沖擊力通過(guò)提高鉆頭切削力減小PDC 鉆頭的粘滑振動(dòng)，2 種沖擊力同時(shí)作用，可進(jìn)一步提高機(jī)械鉆速、增大鉆頭進(jìn)尺。

2）軸扭復(fù)合沖擊工具可有效提高PDC 鉆頭的機(jī)械鉆速、增大鉆頭進(jìn)尺。在準(zhǔn)噶爾盆地的應(yīng)用表明，與常規(guī)技術(shù)相比，應(yīng)用該工具后機(jī)械鉆速提高了95.2%～193.8%，單只鉆頭進(jìn)尺增加了46.4%～229.2%。

3）與螺桿鉆具和單向沖擊工具相比，軸扭復(fù)合沖擊工具在提高機(jī)械鉆速、增加鉆頭進(jìn)尺方面更加高效。在塔里木盆地的應(yīng)用表明：采用該工具鉆進(jìn)膏泥層時(shí)的機(jī)械鉆速比采用螺桿鉆具高71.0%；采用該工具鉆進(jìn)深部古生界地層時(shí)的機(jī)械鉆速比采用軸向沖擊工具提高了66.3%，單只鉆頭進(jìn)尺增加了194.0%；機(jī)械鉆速比扭向沖擊工具提高了30.2%～46.8%，單只鉆頭進(jìn)尺增加了17.2%～191.8%。

4）軸扭復(fù)合沖擊工具仍有較大的改進(jìn)空間，未來(lái)研究的重點(diǎn)是如何靈活分配軸向與扭向沖擊能量，以滿足鉆進(jìn)不同巖性地層的需求。