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。     

石油钻具的韧性分析

文章通过对不同钢级,不同热处理条件的钻具,以及在钻具的不同部位取样测得的裂纹萌生和扩展所需的冲击功与金相分析的论述,揭示了钻具材质裂纹扩展能力大小与其韧性指标高低的关系。高者,产品显示出较长的工作寿命,使用安全性高;低者则劣。作者为用户和制造厂提供了一份认识钻具材质韧性指标重要性的素材。     

基于二维码的钻具身份识别技术

在钻具管理中,通过编码技术对每一根钻具进行唯一的身份打码,对跟踪钻具使用、评价质量和使用寿命预测起到很重要作用。介绍了二维码的种类,根据各自特点,采用Data Matrix码,描述了DataMatrix二维码的编码技术和识别技术,并将其应用于钻具的管理上,使钻具在整个寿命期使用历史详尽,为技术和管理人员对钻具失效的分析和预防提供详实的基础数据,以实现对钻具的适时跟踪,提高钻具使用率、降低钻具的失效频率、减少钻井的使用成本。     

气体钻井钻具减振器的研制及现场试验

为有效缓解气体钻井钻具频繁振动带来的钻具疲劳损坏,根据可压缩性硅油体积变形减振为主,硅油流过阻尼缝隙的阻尼减振为辅的研制思路,研制出了适用于气体钻井的KPL229型减振器。对加入KPL229型减振器钻具组合的有限元分析表明,加入KPL229型减振器后,钻具受到相同轴向冲击力作用的应力水平降低。现场试验表明,在气体钻井时,与未应用KPL229型减振器的井相比,扭矩不但得到降低,而且波动幅度很小;钻时由5~40 min/m降至5~9 min/m;单只钻头的进尺得到提高,其磨损程度降低。由有限元分析及现场试验结果可知,气体钻井时应用KPL229型减振器,不但可以降低振动对钻具的损伤,延长钻具的使用寿命,而且可以增强气体钻井的提速效果。KPL229型减振器为预防气体钻井时因振动造成的钻具失效或断裂提供了一种新的解决途径,同时可以利用振动能量辅助破岩。      

金属磁记忆技术在石油钻具检测中的应用

介绍了一种新型的无损检测方法———金属磁记忆检测及其原理,对在钻具检测中使用金属磁记忆法的必要性进行了分析,并结合现场检测实践,分析了金属磁记忆技术在钻具检测中的效果,对该技术在钻具检测中的前景进行了预测。     

螺杆钻具Tc轴承的研制

螺杆钻具中的径向Tc轴承是影响螺杆钻具使用寿命的关键部件。在分析国内外Tc轴承样品的基础上,对Tc轴承制造技术及组成摩擦面的材料进行了实验、分析和对比,采用无压浸渍技术试制成φ150mmTc轴承,并对模具的设计及有关工艺问题进行了探索。     

钻具振动分析技术的发展前景

该文概括了钻具振动分析技术的国内外发展概况及其在我国的应用前景。     

一种新型石油钻具耐磨带的实用性研究

耐磨带是石油钻具的重要结构,需要确保耐磨带使用的合理性,做好新型耐磨带的应用工作。基于此,本文将对耐磨带进行实用性分析,一方面,分析耐磨带的性能指标,确定影响耐磨带的耐磨特性的因素,对其进行充分地改良;另一方面,从掉屑比、套管磨损、现场耐磨等方面对耐磨带进行试验验证,确保新型耐磨带的耐磨程度,使其能够顺利地投入使用。     

干热岩钻井钻具磨损及防磨技术研究

为了明确干热岩钻井过程中的钻具磨损机理,并采取合适的防磨技术方案来降低钻具磨损,首先分析了井眼内钻柱的运动状态,描述了钻柱与井壁的接触关系,并采用有限单元法建立了钻柱动力学有限元理论分析模型;然后以某干热岩典型实钻井为例,通过求解钻柱动力学模型,分析了钻具与井壁的接触状态;最后以降低钻具与井壁间的接触作用力为目标,探讨了钻具组合和钻进参数对钻具动态特性的影响规律,并进行了钻具组合优化和钻进参数优选,给出了钻具组合、钻进参数防磨推荐技术方案。该防磨技术在某干热岩井钻井作业中进行了试验,进尺116.00 m,稳定器外径磨损3.0 mm,取得了较好的钻具防磨效果。研究给出的钻具组合、钻进参数防磨技术方案,为解决干热岩钻井钻具磨损问题提供了新的技术手段。      

智能钻井技术研究现状及发展趋势

随着油气勘探开发逐渐向非常规、低渗透、深层、深水等复杂油气领域发展,钻井工程在安全、经济和效率等方面面临一系列难题和挑战。基于大数据和人工智能等前沿技术的智能钻井技术,有望实现钻井过程的超前探测、智能导向、闭环控制和智能决策,从而大幅提高油气井产量和采收率,降低钻井成本,近年来已成为国内外研究热点。详细介绍了国内外智能钻井关键技术的发展现状,包括井眼轨道智能优化、钻速智能优化、智能导向钻井、井下闭环调控、智能监测与决策等技术,并分析了国内外智能钻机、智能钻杆、智能钻头、智能控压钻井系统和智能导向钻井系统等装备的主要进展,指出基于我国人工智能技术的高速发展,需要加强钻井工程与前沿理论、技术的跨界融合,强化协同创新,建立完善的智能钻井理论与技术体系,为实现我国复杂油气资源高效勘探开发和油气发展战略提供技术支撑。     

可更换钻头套管钻井工具及工艺研究

采用常规钻机、利用转盘驱动的简易套管钻井技术由于受钻头寿命的限制，只能用于一只钻头钻至设计井深的情况，为此，研制开发了转盘驱动的可更换钻头套管钻井系统。该系统由起下工具、井下锁定工具串及坐底套管3部分组成。进行套管钻进时，井下锁定工具串锁定在坐底套管上，需更换钻头或井下锁定工具串时，往套管内部下入起下工具并解锁锁定装置，起出井下锁定工具串，更换完毕后，再将井下锁定工具串从套管内送入井底，锁定在套管柱末端的坐底套管上，起下过程中可保持钻井液的循环和钻柱的转动。该系统在吉林油田2口井上进行了试验，井下锁定工具串的下入成功率达到100％，并实现了套管正常钻进，但由于打捞矛无法进入到井下锁定工具串的打捞孔中，致使2口井都没有正常起出井下锁定工具串。详细介绍了可更换钻头套管钻井系统的组成、原理、施工工艺及现场试验情况。     

轴扭复合冲击工具的研制与应用

为提高PDC钻头破岩效率并减小钻具的粘滑振动,研制了一种轴扭复合冲击工具。该工具以自激振荡脉冲射流为能量来源,通过螺旋面结构将轴向冲击力转换为轴扭复合冲击力进行破岩,具有结构简单和轴向、扭向冲击力同步作用的特点。现场应用结果表明:与常规钻具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了95.2%～193.8%,单只钻头进尺增加了46.4%～229.2%;与螺杆钻具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了71.0%;与轴向冲击工具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了66.3%,单只钻头进尺增加了194.0%;与扭向冲击工具相比,轴扭复合冲击工具的机械钻速提高了30.2%～46.8%,单只钻头进尺增加了17.2%～191.8%。研究表明,轴扭复合冲击工具可以提高破岩效率,减小硬地层的粘滑振动,破岩提速效果显著,具有推广应用价值。     

钻具螺纹的磷化液处理技术

磷化液处理技术可有效改善钻具螺纹表面的接触条件和受力状况,提高钻具连接螺纹的润滑效果,增强其减磨及防黏扣性能。现场应用表明,钻具螺纹经磷化处理后,钻具使用寿命明显延长,并且有效控制了因钻具螺纹非预期损坏引发的井下事故,取得了显著的经济效益。     

随钻仪器和定向工具实钻及循环试验系统的研制

旋转导向钻井技术长期被国外垄断,国内由于缺乏必要的地面试验设备而严重影响其研发和产业化进程。鉴于此,研制了随钻仪器和定向工具实钻及循环试验系统。该系统由水平钻机试验系统和循环试验系统2部分组成。包含3 122 m室外埋地管线的循环试验系统可进行随钻仪器信号传输和相关工具单元试验检测;水平钻机试验系统配合循环系统可在实验室内进行旋转导向工具的实钻试验。完成的70多项循环试验和7次导向工具实钻试验为随钻仪器和定向工具参数的调整及结构改进提供了试验数据。该系统的成功研制加快了国内旋转导向技术的研发速度。     

一种新型负压脉冲钻井工具的设计及研究

在钻井作业中,为解决深井、超深井机械钻速慢的难题,设计了一种新型负压脉冲钻井工具。工具内装有高压机械自激交互式水力脉动腔,采用流速为50 m/s的高压泵对该腔进行初步的实验研究,实验结果表明,机械自激交互式脉动腔短节能够将稳定来流转换成脉动流体,形成初次振荡效果。为方便现场应用,提出了新型负压脉冲钻井工具在常规钻井中的使用方案。这种新型负压脉冲钻井工具有利于破碎井底岩石。     

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.      

海洋钻井隔水管系统用挠性装置技术研究及发展趋势

深水海洋钻井隔水管系统用挠性装置是海洋钻井隔水管系统中的关键装置之一,能够有效补偿隔水管系统在波、浪、流等环境载荷作用及船体运动时产生的较大局部偏转角度,有效减少该处局部弯曲应力。针对海洋钻井隔水管系统用挠性装置的功能和技术现状进行了介绍;重点对国外专业公司所研制的上、中、下3种不同类型的挠性装置进行了深入研究和分析,剖析了其结构特点、性能参数和适用范围。给出了海洋钻井隔水管最大设计指南及提高挠性装置使用寿命的工程方法。提出了海洋钻井隔水管挠性装置的发展趋势及若干建议。     

自动防斜钻井钻具设计

目前所使用的各种钻具主要是靠钻具本身的重力来产生降斜力,在井斜角很小时,降斜力一般很小,在某些区块钻井时不能满足防斜要求。据此,设计了一种自动防斜钻井钻具,该工具包括钻铤体、偏心套筒、钢球、活塞及螺栓等。偏心套筒通过钢球挂在钻铤体外表面上,该偏心套筒一端部的内壁上有一环槽,并且该端部上位于薄边处还沿轴向延伸出一个凸台,该凸台内有一与有环槽贯通的两端封闭的弧形半环槽。在钻铤体上,与环槽对应处有与该钻铤体内腔贯通的通孔,与半环槽对应处有导流孔,该导流孔通过流道与钻铤体上的活塞腔相连通。在活塞腔内有一活塞。该钻具根据不倒翁原理和千斤顶原理,能够自动利用液压力量来产生降斜力,从而防止了井眼的偏斜。