海洋平台连续起下钻钻机及关键设备研究

针对当前常规海洋自升式钻井平台钻井作业采用间歇起下钻方式存在的起下钻作业时间长、井下复杂情况多等缺点，提出了一种全新概念海洋自升式钻井平台的连续起下钻钻机，完成了连续起下钻作业流程确定、立根长度确定、连续起下钻系统、排管机、集成控制系统等关键技术和设备设计。该钻机配套常规顶驱，通过采用新增连续起下钻系统设备，改进排管机和集成控制系统的方式实现连续起下钻作业，实现在高位进行钻柱提放、管具上卸扣、钻井液收集等功能，最大起下钻速度可达2 160 m/h，与现有钻机相比，能够大幅提高钻井作业效率，降低井下压力波动，技术跨度相对较小，具有较好的可应用实施性。     

7000m连续起下钻及连续循环智能钻机技术研究

针对常规深井钻机在钻井作业过程中,普遍存在的总起下钻时间长,井下复杂情况多,自动化程度低,劳动强度大,以及钻井成本高等诸多问题,提出了一种连续起下钻及连续循环智能钻机方案,并对该钻机的总体方案、连续循环、起下钻、管柱处理及集成控制等关键技术进行了详细描述。该连续起下钻及连续循环智能钻机可用于陆地、海洋半潜式和浮式平台等多种环境,其主要优点是提高钻井效率和作业安全性,大幅降低钻井成本,具有很高的适应性、经济性和先进性。     

在役钻机管柱处理自动化改造技术和经济可行性研究

钻机管柱处理自动化技术是通过为钻机配套管柱自动化处理系统,实现钻井过程中管柱输送、接立柱、钻进、起下钻和甩立柱作业过程的自动化,最大程度避免人与管柱的直接接触,减轻工人劳动强度,降低操作安全风险,是钻机技术发展的重要方向之一。本文在分析钻机管柱自动化技术与装备应用现状的基础上,制定了胜利工程公司陆地在役ZJ50电动钻机管柱处理自动化改造实施方案,通过可行性分析,得出胜利工程公司可对陆地在役ZJ50电动钻机进行管柱处理自动化改造的结论。     

新型连续管侧钻装备可行性研究

连续管侧钻技术凭借其一系列优势在国外得到了广泛的应用，但国内至今没有大规模推广。通过对比分析国内外连续管侧钻装备进展，发现国内与国外的差距还非常大。为早日实现国内连续管侧钻工艺的规模化应用，需要研发配套更适合我国国情的连续管侧钻装备。长城钻探井下作业公司技术团队经过对连续管侧钻装备关键部件的优化设计后提出了一种“1+1+1”三模块组合方案，即：连续管设备模块+液压举升机模块+辅助设备模块。该方案将三个单独的模块有效的统一起来，既能联合作业，也能够单独作业。具有占地小、价格低、安装组合快、操作简单、工序转换时间短等优势。通过与常规修井机和裸眼连续管钻机的比较，可知：液压举升复合连续管钻机在生产时效、作业成本等方面均优势明显，具有较大的推广价值。但该装备配套方案尚未付诸实施，还需要进一步的研究和试验。     

GC 2L4型钻井管柱自动化处理系统研制

为提高钻井作业效率、降低操作人员劳动强度,提高操作安全性,同时为了提高钻机的自动化、智能化水平。研制了GC 2L4型钻井管柱自动化处理系统,通过配置举升式动力猫道、自动井架工、液压吊卡、铁钻工等机械化设备,与顶驱装置配合实现钻杆、钻铤、套管等钻井管柱的机械化输送、机械化建立根、立根自动化排放等作业,实现高效、安全、低作业强度的管柱自动化处理作业模式。通过钻机集成双司钻智能控制平台,实现管柱处理系统的自动化远程集中控制。     

中石化胜利石油工程公司研制成功钻井管柱自动化处理系统

正为提高钻井设备的自动化水平,降低劳动强度和钻井作业安全风险,胜利石油工程公司研制了DREAM50钻井管柱自动化处理系统。该系统可实现钻修井过程中管柱输送与运移、钻进作业与起下钻自动化,最大限度地避免人与管柱的直接接触,降低操作安全风险。采用钻井管柱自动化处理系统不会改变现有钻井工艺流程,若出现无法快速排除的故障,可转换成人工钻井作业。该系统不但适用于在役钻机自动化     

液压刮壁器研制与应用

常规弹簧式套管刮壁器由于其在入井时刮刀体就已经张开,无法与钻、铣、磨、通井等工具同时入井作业,导致套管的刮壁作业必须在钻、铣、磨、通井等作业完成并起出管柱后才能进行。介绍了液压刮壁器的工作原理,简述了其在现场应用过程中的施工要求。通过5口井的现场应用,认为该工具的研制丰富了一体化管柱作业的内容,实现了一趟管柱可完成钻磨、刮壁、通井等作业,有效地减少了作业时间、降低了作业成本,为钻完井及修井作业提供了一种新的思路。     

连续管侧钻技术的研究及现场试验

我国的连续管钻井技术尚处于现场试验阶段,目前主要研究方向为利用连续管技术进行老井侧钻。连续管侧钻包括2项关键技术:连续管定向开窗技术和连续管定向钻井技术。针对连续管管柱不能转动的固有特性,研究了基于井下定位的斜向器定向坐封技术,实现了精确的连续管定向开窗;提出了连续管定向钻井的底部钻具组合,实现了国内第1口连续管定向钻井。截至目前,已进行了7次连续管钻井技术现场试验,包括1次连续管开窗侧钻全过程现场试验。初步形成了适用于Ф121 mm(4 3/4in)井眼的连续管侧钻工具和工艺技术。研究结果表明:连续管侧钻在起、下管柱和稳斜钻进过程中更为高效,节约了作业时间。     

水平井连续管存储式测井技术在涩北气田的试验应用

涩北气田因储层出砂十分严重,水平井采用常规电缆生产测井成功率低,成本高,且存在风险。在此背景下,引进了连续管存储式测井技术,该技术可实现不动管柱带压冲砂和生产测井一体化作业,可最大限度地缩短停产作业时间,降低了仪器砂卡的风险。连续管存储式测井技术经过4口井的现场试验,应用结果表明,连续管存储式测井技术成功解决了涩北气田水平井生产测井仪器输送和砂卡的技术难题,实现了安全、高效、低成本作业,同时还具有安全环保的优势。     

连续软管钻井技术

随着连续软管（CT）技术和钻井技术的发展,近年来连续软管钻井（CTD）已成为国外钻井技术的热点,连续软管的用途越来越广泛。在概述连续软管发展史的基础上,叙述了连续软管钻井的优缺点、连惯软管钻机系统、次平衡连续软管钻井及连续软管过油管侧钻技术,介绍了国外石油公司利用连续软管钻井的先进经验,混合型连续软管钻机系统优于常规钻机系统。连续软管钻井是进行欠平衡钻井的一种最好方法。目前连续软管主要用于老井重钻中的水泥塞开窗侧钻作业。我国应加强这方面的研究和试验工作。     

CTR120/300复合连续油管钻机研制与试验

连续油管钻井技术是20世纪90年代从北美地区迅速发展起来的一项高效、低成本、安全环保的钻井技术。四川宏华石油设备有限公司成功研发了国内首台复合连续油管钻机,名义钻井深度（Φ114.3 mm钻杆）2 000 m。钻机的主要设备由移动运输性好的3台拖挂单元组成：连续油管井架底座拖挂单元、连续油管滚筒拖挂单元和机械手拖挂单元。该钻机将连续油管装置和带动力水龙头的常规钻井装置集成在一起,既能进行常规钻杆钻井,又能进行连续油管钻井。钻机配备的全套自动化管子处理装置、轻便铁钻工、自动液压卡瓦等机具,极大地减少了钻台面的作业量,降低了劳动强度。钻井试验结果表明,CTR 120/300复合连续油管钻机总体性能符合设计要求,与常规钻井相比具有起下钻速度快、机械钻速高、钻井液连续循环等优点,但还需要进一步加强井下工具和钻井工艺的研究,以加快其在国内的推广应用和发展     

连续油管钻机现状和发展趋势

在总结连续油管钻井发展历程的基础上,对常规连续油管钻机、复合连续油管钻机和连续油管旋转钻机的结构形式和工作原理进行了介绍,并对连续油管钻机的发展趋势进行了分析。分析认为,连续油管钻井技术能实现安全、高效、低成本开发油气藏的目的,具备易于实现自动化和智能化等优点,体现了国际石油钻井技术发展的总趋势。预测连续油管钻机将成为21世纪的主要钻井装备。     

国外连续管钻井系统发展与应用

随着连续管钻井装备、钻具组合和钻井工艺的不断发展,连续管钻井技术作为一种成本低、效率高、安全可靠的新技术,已成为钻井领域的技术热点。介绍了连续管钻井系统的构成; 总结了连续管钻机发展历程和技术特点; 分析归纳了典型连续管钻具组合的结构及特点。提出了连续管钻井系统在国内的发展思路。     

连续管钻井技术与装备

国外技术发展和应用实践表明,连续管钻井技术将成为利用钻井工程技术提高油气采收率的重要手段。研究总结了连续管钻井技术的系统构成和技术特点,认为此项技术的最佳应用点是应用欠平衡工艺实施老井加深和过油管侧钻。分析归纳了连续管钻机的典型结构型式,认为连续管钻机的种类繁多,个性化特征鲜明,完全采用连续管钻井技术钻新井,钻深会受到很大限制。研究分析了连续管钻井工艺过程,提出了实施连续管钻井工程项目的基本程序,认为采用连续管钻井技术和欠平衡工艺进行老井重入加深、老井重入钻水平井和过油管侧钻将在油田增产、难动用储量开采、利用现有井筒低成本开采深部储层、提高最终采收率等方面发挥积极作用。     

连续管注入头现状及发展趋势

注入头是连续管装备的核心部件。介绍了连续管注入头的发展起源,并对现今连续管注入头的典型结构及工作原理进行了阐述。对注入头国内外发展现状进行了详细介绍,并对其发展趋势进行了总结。建议国内加大对连续管钻井装备,特别是钻井用注入头的研发力度,加快连续管装备国产化进程,为我国连续管钻井技术的快速发展创造有利条件。     

电驱连续油管作业装备的研究与开发

针对传统柴驱连续油管设备在油田现场作业过程中存在的系统稳定性差、作业成本高、效率低、环境污染等问题,通过对电驱连续油管装备系统供电模式、整机轻量化及结构形式优化、电驱注入头技术、电驱油管滚筒技术、集成控制技术等方面的研究,逐步形成了具有自主知识产权的电驱连续油管作业装备核心技术,促进了我国常规连续油管作业装备向自动化、智能化、高效安全、节能环保方向发展,对我国石油钻采设备油气开发的动力系统逐步从石化能源向电能过渡具有积极的推动作用。     

DM13.7/4.5型动力猫道研制与应用

在整个钻井过程中,管柱输送效率严重制约石油钻井效率及成本,尤其在超深井更为明显。依据陆地石油钻机向超深井、自动化、智能化发展实际需求,研制了9 000 m超深井石油钻机用DM13.7/4.5型动力猫道。该装置采用电控液技术方案,主要由基座、支撑臂、运移臂、坡道等组成,通过检测系统、速度控制系统、安全保护系统实现了管柱从井场的管子堆场与钻台之间一键式自动输送作业。通过现场试验,该装置输送139.7 mm(51/2英寸)管柱循环周期为80～100 s,可承运4.5 t的钻铤及609.6 mm(24英寸)套管,运行平稳,降低了人工作业强度,提高了管柱输送效率,提高了作业安全性,有效提升了钻井作业的自动化、智能化水平。     

新型一体化连续管作业机辅车研制及应用

为了进一步提升一体化连续管作业机的作业效率、降低作业成本,促进连续管装备配套技术发展,推进连续管装备和配套装置的集成化设计与应用,研制了新型一体化连续管作业机辅车,实现了配套泵注装置与连续管装备的集成.该辅车由II类底盘车、泵注装置、液压与控制系统、随车吊、防喷系统、发电机、长短支腿和附件等组成,配合一体化连续管作业机...     

LG90/50Q型轨道式一体化连续管作业机研制

目前,国内外丛式平台井、大斜度长水平井数占比逐步攀升,大部分油气田已步入生产开发中后期,采油、修井作业任务频繁,对现场作业设备的自动化、智能化程度提出了更高要求。针对现有采油、修井机以及连续管作业设备进行平台井采油、修井作业时存在频繁运移、拆装调整井口设备、作业劳动强度大等问题,研制了一种可适应采油、修井及其它常规作业工艺的轨道式一体化连续管作业机。该作业机采用双轨道撬装形式,可实现井口设备快速运移、拆装及高度和水平方位调整,连续管装备与井口支架可同时实现修井及采油作业配套设备快速转换等。应用结果表明：轨道式一体化连续管作业机整体操控运行灵敏且满足作业要求,配套设备拆装自动化程度高,修井采油作业工艺设备实现快速转换,减轻了现场人员劳动强度。