基于RFID技术开发的油田钻具数字化管理系统

长期以来,国内油田钻具管理的数字化发展一直受传统管理模式制约而成为技术瓶颈;针对目前油田钻具管理的现状和存在问题,提出一种依托RFID无线射频识别技术的全新钻具数字化管理模式,阐述了油田钻具数字化技术概念和系统组成,其中包括钻具电子标识技术、移动数据采集技术、芯片植入和防护技术、钻具数据库软件技术、钻具跟踪评价技术等。该项技术未来实施和广泛采用势必为油田钻具科学管理提供一种行之有效的行业新举措。     

基于RFID技术开发的油田钻具数字化管理系统

国内油田钻具管理的数字化发展一直受传统管理模式制约而成为技术瓶颈，针对目前油田钻具管理的现状和存在的问题，提出一种依托RFID无线射频识别技术的全新钻具数字化管理模式；阐述了油田钻具数字化技术概念和系统组成，包括钻具电子标识技术、移动数据采集技术、芯片植入和防护技术、钻具数据库软件技术、钻具跟踪评价技术等。该项技术未来实施和广泛采用势必为油田钻具科学管理提供一种行之有效的措施。     

基于J2EE标准的石油钻具库存管理系统

石油钻具库存管理系统在油田生产管理中起到主要作用,它是优化生产、提高效益的一个基本途径。介绍了基于J2EE标准钻具库存管理系统的设计板块,简述了该系统的功能及其应用。该管理系统的实施和广泛采用势必为油田钻具科学管理提供一种行之有效的措施。     

基于RFID技术的石油钻具管理系统研制

为了提高钻具管理的信息化水平,研究了基于RFID技术的钻具信息采集管理系统。选择适用于钻杆的超高频RFID标签作为信息载体,采用有限元方法分析了标签安装孔对钻杆强度的影响;以超高频RFID读取技术为基础,构建了环形阵列天线结构的信息采集硬件系统,天线阵列发出的读写信号能够全向覆盖钻杆;采用.NET技术构建远程信息管理系统,实现了钻具信息采集、存储的远程无人值守;环形阵列天线及读写器安装在钻井平台下方,起下钻作业时钻杆穿过环形阵列天线,即使不知道RFID标签埋入位置也能采集到钻杆信息,通过Web端即可管理钻杆信息。试验结果表明,在RFID芯片位置未知的情况下,钻杆以0～2.00 m/s的速度运动时,系统能准确无遗漏地采集钻杆信息。基于超高频RFID技术的钻杆管理系统的研制,为石油钻具管理信息化提供了有效途径。      

带可变径稳定器底部钻具组合的等效刚度及其导向能力分析

带可变径稳定器的底部钻具组合可以通过地面控制实时调整稳定器外径,快速实现不同的底部钻具组合控斜功能,大幅节省起下钻更换钻具的时间,具有广阔的应用前景。底部钻具组合的导向能力与其在井眼内的变形特征密切相关,首先针对带可变径稳定器的底部钻具组合结构特征,考虑稳定器外径变化引起的支座径向位移以及井眼曲率影响,完善底部钻具组合纵横弯曲梁三弯矩方程,实现底部钻具组合在弯曲井眼内的变形特征及其应变能的求解,形成基于应变能的底部钻具组合等效刚度计算方法;其次,利用底部钻具组合三维静力分析模型的加权余量法,计算得到带可变径稳定器底部钻具组合在不同结构时的钻头侧向力。结果表明,带可变径稳定器底部钻具组合的等效刚度系数受稳定器外径影响较大,并与钻头侧向力具有一定的相关性。     

偏心钻头钻进时的底部钻柱力学分析

采用静力分析的方法,建立了偏心钻头底部钻具组合的力学模型,并完成了对力学模型的求解。应用数值计算方法,分析了偏心钻头底部钻具组合的受力和变形特性。通过对切点位置、钻头侧向力、井斜角及钻压分配比的分析发现:使用偏心钻头时钻柱与井壁的切点位置要比没有偏心时低得多;在倾斜井眼中,钻头偏心块在上方时,随钻压的增加钻具的降斜趋势减弱,增斜趋势增强;当偏心块在下方时,随钻压的增加钻具的降斜趋势增强;钻压分配比对钻头侧向力的变化趋势有重大影响。     

随钻定向套管问世

据悉，美国Schlumberger公司和Tesco公司共同开发出一种随钻定向套管。与大多数随钻套管（通常是在套管的底部安装一非回收式钻头）不同的是，这种随钻定向套管采用一可导向的回收式底部钻具组合，从而使得在井漏严重的井和井眼稳定性差的枯竭油田或处于开采中后期的老油田用它来实施常规定向钻井成为可能。     

渤海油田尾管井高效洗井技术

尾管井是渤海油田常见的一种井型,由于套管尺寸变化,刮管洗井需要下入两种钻具和刮管器,底部钻具内径小、摩阻高,洗井排量可能无法满足携带井底水泥块等杂质的最低返速要求,导致洗井不干净,影响后期完井作业。该文从渤海某油田尾管井洗井难点着手,分析总结了影响尾管井洗井效果的因素,创新引进多功能过滤器及分段洗井循环通路转换工具以达到高效洗井的目的,形成了包括尾管井洗井方式优选、洗井管柱优化和高效洗井液的工艺技术体系,现场应用效果良好。     

“单弯双稳”钻具组合的受力分析与现场应用

为了提高机械钻速,降低钻井综合成本,现场常使用＂单弯双稳＂钻具组合防斜打快。利用纵横弯曲法对＂单弯双稳＂钻具组合进行了受力分析,研究了不同因素对＂单弯双稳＂钻具组合钻头侧向力的影响。结合＂单弯双稳＂钻具组合在江汉油田部分区块的成功应用,说明该钻具组合能够很好地控制井斜,有效地提高机械钻速。同时介绍了该钻具的应用实例,为其他油田选择合理的防斜打快钻具组合提供了依据。     

油田钻杆有了“身份证”

中原油田钻井管具工程处承担的油田重大科研攻关项目——钻具识别与管理系统，近日通过油田科技处组织的专家评审，标志着中原油田实现了专业化钻具识别与管理。     

单弯螺杆复合钻进力学行为数值模拟研究

通过建立底部钻具组合数值模型,改变扶正器的外径、长度和位置等结构参数,对井底钻头处的导向力方向和大小的影响进行分析。分析结果表明,单弯螺杆马达参数对于不同的钻井工艺要求均存在着最佳值。现场应用表明,采用改进结构参数设计的钻具会有更好的复合增斜效果。     

油井钻具完整性管理与风险控制

探索建立科学合理的在役钻具检测、评价、维护和使用管理体系,对有效防止钻具失效而引发井下故障具有重要意义.基于风险检测(RBI)的理念,提出了依据钻具失效风险实施完整性管理的方法,阐述了该管理方法的流程及主要内容,分析了钻具失效定性与定量风险评价应考虑的主要因素,探讨了基于风险的钻具检测策略和建立钻具技术状态及适用性评价标准的主要依据,结合磁记忆检测技术的应用实例,介绍了实现钻具视情状态维修与使用管理的途径.实践表明,基于风险检测的钻具完整性管理,对于准确掌握钻具技术状态、有效防止因异常状态钻具入井而引发的井下故障及保障钻具资源的合理利用具有重要作用.      

油田钻具失效分析及预防措施研究

油田地层结构复杂,其压力、岩性和温差变化相对较大,不断增加钻井的难度系数,造成钻具出现不同类型的失效.基于此,本文主要针对油田钻具的失效类型加以分析,并提出相关的预防措施,确保油田钻井工程可以有序开展,切实降低钻具失效概率.     

底部钻具组合的参数设计及优化方法

为满足井眼轨道设计或实际钻井过程中对井眼轨迹控制的要求,从底部钻具组合设计角度实现了控制井眼轨迹。基于底部钻具组合力学参数分析方法及钻头与地层相互作用理论,模拟钻井过程,计算出井眼轨道的曲线,且将模拟计算的曲线与设计曲线(或者实际要求曲线)之间误差最小设为目标函数,以底部钻具组合设计参数及操作参数为决策变量,建立了底部钻具组合参数设计及优化方法。该方法综合考虑了钻头侧向力、转角、钻头各向异性、地层各向异性、井眼几何参数等对井眼轨迹的影响,克服了钻具组合设计过程中通常以单一参数作为设计依据的局限,并实现了从定量角度对井眼轨迹的模拟描述。计算和实例分析表明,该方法分析结果准确,可以有效地对钻具组合设计是否最优做出评价。     

柔性增斜钻具组合在冀东油田的应用

对比分析了常规增斜钻具组合的局限性以及柔性增斜钻具组合的优点。介绍了冀东油田常用的四种柔性增斜钻具组合的结构、特点及钻井参数。冀东油田４口定向井现场应用表明，该钻具组合能较好地解决增斜率达不到设计要求的问题。     

偏轴钻具组合在玉门油田的应用

玉门油田青西区块地质情况复杂、地层倾角大、容易发生井斜，长期以来一直是提高钻井速度的一个瓶颈。为攻克这一难题，有效控制井斜和提高机械钻速，在青西油田试验应用偏轴钻具组合。试验过程中，通过在不同地层、不同井眼尺寸条件下应用不同的偏轴钻具组合方式，研究偏轴钻具的防斜能力。大现场应用表明，偏轴钻具能有效控制井斜、提高机械钻速，适合在容易发生井斜的地区使用。     

传统底部钻具组合在S形定向井中的应用

东海平湖油气田某S形定向井 ,在直径 311mm及 2 16mm井眼钻进中多次使用了传统非导向旋转底部钻具组合 ,均获得较好的使用效果 ,以简单的底部钻具组合有效地控制了较复杂的井眼轨迹。文中分析了底部钻具组合结构、钻井参数、地层特性及井眼几何特性等因素对底部钻具组合使用效果的影响 ,其结果可供类似井作业借鉴。     

偏轴钻具组合在青西地区的应用效果分析

玉门油田青西地区地质情况复杂、地层倾角大、容易发生井斜,长期以来一直是提高钻井速度的一个瓶颈。为攻克这一难题,有效控制井斜和提高机械钻速,在青西油田试验应用偏轴钻具组合。试验过程中,通过在不同地层、不同井眼尺寸的条件下应用不同的偏轴钻具组合方式,来研究偏轴钻具的防斜能力。到目前为止,共应用8口井,大多数井收到了降斜的效果。现场应用表明,偏轴钻具能有效控制井斜、提高机械钻速,适合在容易发生井斜的地区使用。     

带旋转导向工具的底部钻具组合动态应力有限元分析及优化

旋转导向钻井系统代表了当前井眼轨迹控制技术的最高水平,是一种能够在复杂工作环境中运行的高尖端技术产品。实际应用过程中,国外公司一方面利用井下振动监测装置来控制带旋转导向工具的底部钻具组合的振动,起到保护旋转导向工具和确保井下测量数据的准确性的作用,另一方面通过优化该组合的结构,尽可能减少因振动问题而造成的作业参数调整次数。文章针对具有超长细比特征的带旋转导向工具的底部钻具组合,运 用有限元结点迭代方法,研究不同结构的带旋转导向工具的底部钻具组合的动力学特性,并对实际工程中使用的带旋转导向工具的底部钻具组合结构进行优化。计算结果表明,合理安放稳定器和柔性短节能够有效地减少振动频率和应力峰值;对于现在实际使用的带旋转导向工具的底部钻具组合,柔性短节的合理安装位置为距离钻头６～８ｍ。     

绥中36-1油田调整井开窗侧钻高造斜率钻具研制及应用

绥中36-1油田地层疏松、造斜困难,常规螺杆钻具弯点距较大,钻头偏移量大,钻具组合通过套管和窗口较困难,难以完成高造斜率套管开窗侧钻作业。通过低弯点距设计、本体扶正器采用三瓣不等宽扶正带设计且低边瓣采用加宽处理,以及中低转速、高输出扭矩、等壁厚定子设计,研制了高造斜率螺杆钻具,基于电磁波的近钻头测斜信号跨传原理研制了近钻头测斜工具。所研制的高造斜率螺杆钻具和近钻头测斜工具在JJSY-4试验井取得良好测试效果,并在绥中36-1油田调整井AXX井取得成功应用,可对解决老油田低效井的开发难题提供参考。