钻压推加器及其应用

在大位移井钻井中,因摩阻太大导致不能有效地给钻头施加足够钻压和扭矩,安装钻压推加器可以有效地解决这一问题,从而使钻井过程继续进行并获得进尺。介绍了钻压推加器的结构及工作原理,通过对钻压推加器钻压推加力的计算、分类以及在国外的应用实例和效果等方面较详细的介绍,表明钻压推加力的大小受到推加器结构参数和多个钻井参数的影响,标准型、轻型和串级型3种推加器的推加力能够满足大多数钻井施工的钻压要求,合理地应用钻压推加器钻具组合可改善钻井性能,提高机械钻速,降低钻井费用。     

钻井机器人的连续油管钻压和钻速控制模型

连续油管钻井机器人利用机身内外的钻井液压力差作为动力源，可在牵引连续油管的同时加载钻压。以钻井机器人为基础，建立连续油管钻柱动力学模型，并推导出通过钻井液排量控制钻压和钻速的单参数控制数学模型；对钻井机器人引入调速回路，建立具有调速功能的钻柱动力学模型；在溢流阀调定压力大于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量和节流阀流通面积两种参数控制钻压、钻速的数学模型，在溢流阀调定压力小于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量、节流阀流通面积和溢流阀调定压力3种参数控制钻压、钻速的数学模型；以11.43 cm（4.5英寸）井眼为例，对上述3种数学模型进行了分析。分析结果表明：钻压、钻速随钻井液排量的增加基本呈线性增加，在钻井液排量大于0.005 m³/s时，钻井机器人能够向前爬行，在钻井液排量大于0.005 7 m³/s时，钻头能够正常钻进；调节节流阀流通面积和溢流阀调定压力，可以在一定范围内无级调钻压和钻速；3种控制方法相结合，可以实现小排量、大钻压，及大排量、小钻压等钻井参数的控制。以控制模型为基础，针对不同井下工况建立钻进工艺的专家数据库，以钻井机器人为"大脑"，结合井下随钻测量数据就能够实现闭环控制，自动钻进。     

井下钻井三器研究与发展

井下钻井三器研究与发展赵新瑞姜敬华贾仲宣（大庆石油局钻井研究所，１６３４１３黑龙江大庆）（续第２０卷第６期第５３页）钻具随钻震击器在钻井和修井作业中，常会发生卡钻和落鱼事故，事故处理不当甚至造成一口井的报废。震击器就是用来进行解卡和打捞的一种有效工具...     

随钻监测技术在气体钻井中的应用

气体钻井是近年来兴起的一种实用钻井技术,具有保护油气产层、提高钻速、缩短建井周期及处理井漏事故等优点,应用范围越来越广泛。与常规钻井液钻井相比,气体钻井是单向循环,使用气体作为循环介质来携带岩屑、清洗井眼,使得现有录井监测系统还不能满足气体钻井现场参数监测需要,易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题,影响气体钻井的安全性。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,开展了随钻监测基本原理研究,形成了UBD气体监测系统及分析技术;通过在多口井气体钻井现场服务,验证了气体监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施气体钻井提供了有力的技术支持。     

水平井钻井过程中井底钻压预测及应用

钻头的性能主要通过机械钻速来评判,而井底钻压是影响机械钻速的主要参数。特别对于水平井,其水平段摩阻大、不易施加钻头载荷,导致井底钻压与地面钻压差异较大,因此计算和测量井底实际钻压非常重要。综合Johancsik模型和Aadnoy 3D模型并考虑管柱的刚度,建立了摩阻扭矩模型。井底钻压的计算分为两步,即先使用钻头空钻数据计算钻柱与井壁间的摩擦因数,然后用所得摩擦因数预测钻井时的井底钻压。同时,在Visual C++2013的集成开发环境下,利用C#开发了井底钻压的计算程序,使用开发的程序对摩擦因数和井底钻压进行了计算。结果表明:计算所得井底钻压在数值和变化趋势方面与实测值吻合较好,钻压计算模型和程序能够依据地面钻井数据准确预测井底钻压。井底钻压计算模型和程序可用于钻井事后分析,也可与常规自动送钻系统集成实现井底钻压的准确控制,从而提高钻头性能和钻井效率、降低钻井成本。     

随钻震击器在深井中的应用

本文通过在深井中使用的液压上击，机械下击组合形式的随钻震击器的实践，总结了随钻震击器在钻具中的正确位置，以及在钻井中的正确位置，以及在钻井中遇到的复杂情况时，正确地操作随钻震击器以达到快速解除井下复杂情况的目的。为正确操作随钻震击器发挥其重要作用具有一定的指导意义。     

钻井试验装置钻压伺服控制系统的设计与仿真

为提高钻井试验装置钻压伺服控制系统的钻压控制精度,利用Simulink软件包对液压系统进行动态仿真。在论述钻压伺服控制系统的物理模型及工作原理后,建立了电液伺服阀控制系统的数学模型,给出系统的设计参数值、Simulink仿真模型和仿真分析方法。理论分析和仿真结果表明,采用步进式积分分离的PID控制能够满足钻压伺服控制系统的控制要求,控制平稳,无超调量,并具有一定的适应能力。     

可钻式钻鞋在套管钻井中的应用

简要介绍了可钻式钻鞋的结构及套管钻井技术的工艺特点,详细介绍了φ339.7mm套管钻井技术批钻井的应用情况.针对套管钻井用φ431.8mm钻鞋,进行了现场应用效果分析.结果表明,应用可钻式钻鞋不但可以大大缩短作业周期,节约钻井费用,而且可以解决钻井液漏失、套管下不到位等问题,具有广泛的推广应用前景.     

随钻震击器的使用浅析

为了使井下事故处理简单、迅速,随钻震击器已成为必不可少的井下钻井工具。     

水平井段钻压施加工具的研究

分析了在水平井段中采用倒装钻铤自重加压，井下水力加压，蠕动钻进等三种加压方法时的力学状态，即针对每种加压方法分析了水平井段中钻柱不同部位的受力及受摩阻影响的情况，指出了各种加压方法时的力学及钻井工艺特点。通过分析对比，认为蠕动钻进在力学状态和控制上都有明显的优势。最后介绍了正在研究的爬行器和液力蠕动加压装置的结构和工作原理。     

水力加压器和井下马达组合时的钻压计算

水力加压器由于能吸收钻头冲击振动,能提供一恒定的易于控制的钻压而在油田得到广泛应用。文中分析了水力加压器串联在井下马达上面和下面时两种组合钻具的钻压计算、针对水力加压器串联在井下马达上面的组合钻具,将马达压降和马达转子输出扭矩的关系简化为一直线,建立了相应的钻压计算数学模型。该模型考虑水力加压器活塞及其缸体内壁间的摩擦力、水力加压器以下钻柱重量、水力加压器以下钻柱与井壁的摩擦力和活塞下推力等参数,用迭代法计算出马达压降和钻头钻压。同时也用压力平衡法计算出钻压,现场试验表明,两模型可靠、计算结果正确。     

钻直井螺杆钻具止推轴承载荷计算

螺杆钻具止推轴承受力计算分两种工况进行，一是钻头离开井底循环钻井液时，轴承受轴向力ＴＬ为转子、万向轴、传动轴和钻头在钻井液中的总重力与传动轴总成受压差力及空转时马达压降产生的轴向水马力之和；二是在加压钻进时，其轴承所受轴向为ＴＺ＝Ｗ＋Ｑ＋Ｆ－Ｂｏ若ＴＺ为正值，轴承受力由上而下；着ＴＺ为负值，轴承受力由下而上；若ＴＺ为零，轴承寿命最高，此时钻压为合理钻压。在实际钻进时，根据地层条件，可得出轴承不受轴向力的合理钻压。     

套管开窗侧钻导向工具—斜向器

ＣＴＢ１４０斜向器是参阅国外有关资料设计的专用工具，先后在现场５口井进行套管开窗侧钻导向获成功。它主要由斜向体、主体、销铀、卡瓦、弹簧、顶杆和剪销等组成。文中介绍了工具的结构与工作原理，受力分析计算和操作注意事项。     

国外最新井下导向钻井技术及其应用效果

本文介绍了当今最先进的井下导向钻井技术,着重介绍了在该技术中所使用的导向钻井系统的组合设计、操作方法及工艺特点。另外,以五个方面的实例详细介绍了在钻井中利用该技术取得的显著效益。     

钻井井下工程参数测量仪研究进展

钻井过程中准确获取钻压、扭矩、环空压力等井下工程参数对降低钻井风险和事故具有十分重要的意义.针对钻井工程参数获取困难的问题,国内外相继开发了能随钻测量井下工程参数的测量仪,在近钻头部位增加一个测量短节,安放井下电源、传感器及数据采集电路,能在不同井深、井段、钻机及不同钻井工况下连续使用,具有良好的可靠性和较高的测量精度...     

水平井井底钻压的研究

将水平井井内切点以上非垂直井段钻柱,采用弹性梁的变形微分方程以及单元体的静力平衡和力矩平衡关系建立了钻进时轴力的二维计算模式,同时,对切点以下导向动力钻具组合采用纵横弯曲法大变形进行分析时,考虑了动力钻具结构弯曲角的影响,得出导向动力钻具三弯矩方程组和扶正器正压力,摩擦阻力的二维计算模式,并给出了利用钻井时的钻重和视压力,计算出吉底钻压的方法及步骤。