井下闭环可变径稳定器

井下闭环可变径稳定器以钻井液压力作为驱动力，在测控系统的控制下，通过调整可变径稳定器中稳定块径向伸缩量，可实现不起钻情况下的无极变径，从而改变底部钻具组合，实现增斜、稳斜和降斜的目的。该可变径稳定器具有井下闭环控制的特点，如果实钻轨迹与设计轨迹不一致，井下闭环可变径稳定器可以自动调节钻进方位。井下闭环可变径稳定器物理样机经过室内性能试验和现场应用试验，其性能达到钻井工艺的要求。     

遥控变径稳定器在胜利油田钻井中的应用

详细介绍了遥控变径稳定器的结构、工作原理、技术特点和主要技术参数,以辛100-斜49井和梁20-29井为例介绍了遥控变径稳定器在胜利油田钻井中的应用情况。现场应用表明,遥控变径稳定器实现了井下稳定器外径的遥控可调,从而不需起下钻就可调整钻具组合,能满足不同钻井作业的需要,大大减少钻井作业辅助时间,提高钻井效率,降低钻井成本,并且遥控变径稳定器变径自如可靠,操作简单,使用方便。同时还解决了由于使用常规稳定器造成的卡钻、起下钻中遇阻卡和＂拔活塞＂的问题。     

小尺寸变径稳定器在小井眼定向井中的应用

小井眼由于其井眼间隙小,井下容易发生阻、卡,为了防止阻、卡的发生,减少井下事故,研究了?165.1mm液力变径稳定器。对液力变径稳定器的工作原理、特点进行了论述,对防阻、卡的原理进行了分析,通过现场试验,得出液力变径稳定器耐磨损,寿命长;并可根据实际需要调整钻具组合,减少更换底部钻具组合的次数。     

近钻头变径稳定器导向钻具造斜特性研究

为提高现有导向钻具组合井眼轨迹控制能力,针对近钻头变径稳定器导向钻具造斜特性开展了研究。根据纵横弯曲梁法和三弯矩方程,考虑钻具结构弯角和变刚度管柱的影响,建立了带近钻头可变径稳定器的导向钻具组合力学特性分析模型,采用单因素法,对各种条件下近钻头可变径稳定器外径对钻具造斜能力的影响进行分析。分析结果表明,近钻头可变径稳定器外径对钻具造斜能力影响显著,在所研究的参数范围内,钻具长度和井径扩大率对复合钻进造斜率的影响较为明显,上稳定器和钻压的影响次之,螺杆钻具结构弯角对复合钻进造斜率的影响最小。最后根据研究结果并结合现场实际工况,设计并研制出了井下遥控式近钻头可变径稳定器导向钻具。     

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。     

钻井遥控变径稳定器的研制及应用

常规稳定器和钻铤构成的底部钻具组合(BHA)其力学特性不能改变,若与实际要求不相符合时,必须起下钻更换.常规稳定器在缩径地层起下钻易阻卡,钻进时,泥浆循环阻力大,不利于携岩.研制的钻井遥控变径稳定器(RCDS)在现场应用表明,能克服常规稳定器的不足,提高井身质量,是值得推广的井眼轨迹控制工具.     

定向井钻井技术及可变径稳定器应用研究

常规稳定器与钻铤构成的底部钻具组合（BHA）力学性能不能改变,若与实际要求不相符合时,必须起下钻更换。利用可变径稳定器替代常规稳定器可减少起下钻次数,降低油田建设开发成本。介绍了可变径稳定器在定向井的应用,并对100多口定向井进行试验分析,总结了可变径稳定器的优点。合理使用可变径稳定器不仅可以减少起下钻次数,还能显著提高井眼轨迹质量,降低狗腿度及减小扭矩和摩阻等。     

?214mm液控可变径稳定器结构原理及应用

液控可变径稳定器能实现钻具在井下不起出的情况下,只通过地面开停泵控制,使活塞伸出或缩回,改变钻具组合的力学性质,达到控制井身轨迹的目的。通过对液控可变径稳定器结构原理的阐述,同时结合应用中出现的问题,对液控可变径稳定器的换位机构、节流参数和节流锥材料等进行了优化改进,进一步提高了可靠性和稳定性。通过L46-3、S79-2等井的应用表明,实现了单弯单稳和单弯双稳钻具组合的转换,井斜变化符合预定要求,每口井节约时间20h以上。应用及推广液控可变径稳定器,对提高单趟钻进尺、促进钻井提速提效有重要意义。     

井下机液控制变径稳定器的设计与改进

根据井眼轨道控制理论,改变稳定器的位置和外径,可改变井底钻具组合的类型从而达到稳斜、降斜或增斜的工艺目的。可变径稳定器作为一类重要的定向工具,尤其应用于现代蝇过程中,文中介绍了一种机液控制变径稳定器（自动井斜角控制器）的结构和工作原理,分析了可变径稳定器的执行机构的特点,认为正确分析其主要部件－主轴（主活塞）在井下的受力状况,是变径稳定器执行机械设计的关键环节,以自动井斜角控制器为例,通过实际计算     

投塞压钻柱式变径稳定器的研制与应用

研制开发的投塞压钻柱式变径稳定器由节流塞、单向阀、心轴、扶正棱和支撑块等组成。工具设计采用全液力机构, 利用钻压和泵压的改变, 可实现工具的井下往复多次变径。在大庆油田南 3-丁 10-斜 435井的现场应用表明, 这种变径稳定器控制变径和锁定变径状态的工作性能安全可靠, 操作工艺及监控方法简便实用, 与合适的钻具组合匹配, 可节省用于更换底部钻具组合的起下钻费用, 降低工人劳动强度, 具有很好的社会和经济效益。     

YBZW遥控变径钻井稳定器结构原理及应用研究

YBZW遥控变径钻井稳定器可实现井下稳定器外径的遥控可调,从而实现不需起下钻就可调整钻具组合的目的,满足不同钻井作业的需要,大大减少了钻井作业辅助时间,提高钻井效率,降低钻井成本.详细介绍了该稳定器的结构、工作原理及主要技术参数,给出了由其组成的常用钻具组合.     

井下机液控制变径稳定器的设计与改进

根据井眼轨道控制理论,改变稳定器的位置和外径,可改变井底钻具组合的类型,从而达到稳斜、降斜或增斜的工艺目的。可变径稳定器作为一类重要的定向工具,尤其应用于现代钻井过程中。文中介绍了一种机液控制变径稳定器（自动井斜角控制器）的结构和工作原理,分析了可变径稳定器执行机构的特点,认为正确分析其主要部件—主轴（主活塞）在井下的受力状况,是变径稳定器执行机构设计的关键环节。以自动井斜角控制器为例,通过实际计算,改进了主轴（主活塞）及其复位装置的结构方案,为井下工具的设计提供了借鉴。     

遥控变径稳定器的研制与应用

在定向井、水平井钻井作业中,采用常规的钻井工具往往受地质条件,施工工艺程序等因素的影响,在地面难以观测,判断和[控制,须通过频繁起下钻来调整井下钻具组合,方能完成复杂的钻井作业,据此研制了提压钻柱式,投球式和变排量式三种遥控变径稳定器,介绍了三种变径稳定器的控制原理,特点以及操作过程,并对其在复杂中应用提出几点建议,现场使用表明,提压钻柱式变径稳定器成功地实现了增斜,稳斜钻具组合,整个应用过程中变径自如可靠,投球式变径稳定器根据工艺需要成功实现了直径195－202－216－195一个循环的变径。     

MJ1井钻具断裂原因分析

对MJ1并发生的多起钻具断裂事故进行了调查研究,对钻井参数、钻具组合和地层岩性对钻具寿命的影响进行了分析,对钻柱转换接头材质进行了试验分析。认为钻具断裂为疲劳失效,蹩钻、卡钻严重,送钻不匀,加剧了钻具疲劳破坏。钻柱转换接头尺寸不符合APISPEC7标准,材料韧性不符合SY／T5200-2002标准,导致转换接头发生早期疲劳失效事故。钻具稳定器外螺纹接头断裂原因与结构尺寸不合理有很大关系。     

可调式稳定器提高旋转钻井特性

在美孚公司的英国北海绿宝石油田,随着变径稳定器应用的增多,旋转钻井特性得以提高。以前在该地区钻井时,钻头一次下钻行程长度因地层多变和套管鞋深度前的切线段长度有限等因素而受到限制,使得定向钻井难度增加,钻速低,且易发生压差卡钻。 在底部钻具组合中加用可调式稳定器,配合PDC钻头,不仅能控制井斜,而且能使旋转钻具组合的机械钻速达到最大,从而增大了钻头的一次下钻行程。哈里伯顿公司的多位TRACS稳定器首次使用在绿宝石9/13a-A64井中,通过白垩系钻215.90mm的长井段。结果表明,该工具有助于在较长的切线段内保持井斜。     

KJW—310型钻井可控变径稳定器

KJW—310型钻井可控变径稳定器通过井口投球、开泵憋压,产生压降,驱使钢球带动整个活塞向前运动,同时活塞上的螺旋斜形槽驱动柱销,推动外壳中的伸缩棱块伸缩,实现在不起下钻情况下扩径和缩径,从而改变底部钻具组合。该型变径稳定器具有整体直棱伸缩、液力驱动、机械锁定、结构简单、操作方便和适用性强等特点。使用这种变径稳定器能减少起下钻次数,缩短钻井周期,还能提高井眼轨迹的控制精度,增加剖面符合率,减少井下事故的发生。     

KWQ-216型地面可控井下变径稳定器

地面可控井下变径稳定器可以对井眼轨迹进行有效的控制与调整,以其成本低、控制效果好等特点在国外已规模应用,国内已有成功应用案例,但远未普及。介绍了地面可控井下变径稳定器工具的结构组成和工作原理,利用CAE技术对KWQ-216变径稳定器的壳体和弹簧座销等易失效部件进行了安全性分析,工具的工作安全性较高。介绍了与该工具配套使用的钻具组合。该工具通过地面开停泵液压式控制和井下机械式机构锁紧,变径准确可靠,操作简单方便,科学使用可变径稳定器可以经济、精确地控制井斜角和方位角,提高井身质量,缩短钻井周期。     

新型遥控变径稳定器的研制及应用

目前国内的变径稳定器大多存在工具结构复杂、现场应用工艺繁琐、井下安全可靠性低以及应用效果差或不明显等问题。为此,研制了KB85型遥控变径稳定器。新型遥控变径稳定器采用开关钻井泵进行控制,利用活塞的径向运动改变工具的外径尺寸。该工具在定向井中应用163 h,应用井段总长920 m,工具在井下改变状态后,地面能清晰判断,配套工具的钻具组合在稳斜段实现了每100 m增、降斜约1°的功能,平均机械钻速12.5 m/h,相比邻井明显减少滑动定向钻进,并提高机械钻速。现场应用结果表明,该工具具有较强的可靠性和稳定性,达到了提速提效的目的,具有较高的推广应用价值。     

单稳定器钻具组合特性分析及应用

运用纵横弯曲理论对定向井中单稳定器钻具组合的力学特性进行了分析,根据分析结果优选了单稳定器增斜、稳斜、降斜钻具组合。从4个方面论述了单稳定器钻具组合的特性,阐明了稳定器外径、钻压、井斜角与钻头井斜力的关系,分析了钻铤对稳定器钻具组合的影响。通过在陇东、陕北地区200余口定向井、丛式井的应用,取得了较好的使用效果,既满足了定向井轨迹控制的需要,又达到了快速、安全钻井的目的。     

预弯曲钻具组合特性分析及其应用

为提高定向井的钻井速度,减少频繁起下钻次数,通常采用预弯曲钻具组合进行造斜、稳斜钻进。对预弯曲钻具组合的特性进行了分析归纳,并对稳定器与井眼的间隙、稳定器与井底的距离,井斜角等因素对钻具组合特性的影响,做了详细的分析。在理论分析的指导下,对长庆油田西峰地区、华池地区的合侧向力进行了计算,得出相应的预弯曲钻具组合,完成了3口井的钻进试验,试验井段平均提高钻速43%~55.9%,取得了预期效果。