上击器的震击动载荷计算

应用弹性动力学分析方法, 在合理假设的基础上, 建立了震击作用动力学模型。模型将上击器震击解卡过程分为储能阶段、震击前阶段、震击阶段和震击后阶段。根据该动力学模型, 对现场某直井进行了实例计算, 结果表明, 在上击器震击解卡过程中, 只有作用在卡点的震击力才是真正起作用的震击动载荷, 如果该动载荷小于粘卡力, 则难以解卡。上击器震击时产生的震击力与上提拉力的比值不是固定值, 而是随钻柱结构变化而变化。一般而言, 上击器越靠近卡点, 解卡效果越好。     

整体机械式随钻震击器研制及应用

基于机械摩擦原理,以卡瓦与卡瓦心轴组成的锁紧机构为核心,集上击、复位、下击功能于一体,研制了整体机械式随钻震击器。现场应用表明,该震击器与钻具组合连接,可解除钻进和起下钻遇到的各类阻卡。     

QJ159A整体机械式随钻震击器的研制及应用

针对液压式、机械式随钻震击器因密封材料受介质腐蚀和井底高温的影响,技术性能不稳定,使用寿命低的问题,研制了QJ159A整体机械式随钻震击器。该震击器以卡瓦和卡瓦心轴组成锁紧机构,弹性套靠压力下的变形量来控制锁紧机构解锁,打击机构产生打击。现场应用表明,该震击器设计原理正确,技术性能可靠,可用于直井、定向井、大位移水平井、欠平衡空气钻井等。它接于钻具组合,可随时解除钻进和起下钻遇到的各类阻卡。     

液压机械一体式震击解卡技术在水平井中的应用

震击解卡是解除井下管柱卡阻的常用手段,但应用于水平井时,因其井筒摩阻大,震击器上部钻杆柱储存的弹性形变能释放时被摩阻消耗,震击效果差,为此,进行了水平井液压机械一体式震击解卡技术研究。技术方案为:通过设计双级弹簧缸结构来增加弹簧加速器的弹力,多组弹簧加速器串联来增加工作行程,配合液压增力器形成了水平井液压机械一体式震击解卡管柱,能够克服弯曲井眼摩阻的影响,提高震击效果。室内试验表明水平井液压机械一体式震击解卡管柱的震击性能参数符合设计要求,并根据试验数据制定了现场施工技术参数。现场应用表明:液压机械一体式震击解卡技术解卡效果显著,并且大钩载荷能减少80%,降低了对修井设备的要求,提高了该技术的适用性。     

机械锁紧液压式随钻震击器应用分析

带机械锁紧机构的液压式随钻震击器集液压式与机械式震击器功能于一体,采用液压原理与机械原理,取长补短达到优势互补,提高了工具的一次下井随钻时间和整机寿命。该复合震击器具有防误震、在钻柱中连接位置自由等特点,适用于定向井、大位移水平井、超深井以及欠平衡空气钻井作业等。介绍了机械液压式随钻震击器的结构、工作原理及性能特点。现场应用表明:在使用过程中避免了误震问题,可满足钻井工程的需要。     

地面震击器的工作原理及振动计算

文章以机械卡瓦式震击器为例,阐明地面震击器利用钻具在提升时弹性伸长所产生的变形给与向下的震击力,以解除井下各类卡钻事故的工作原理;给出这种震击器震击力的计算式、震击时钢绳中的最大拉力、动载系数以及各折算质量的振动解。     

随钻震击器震击力及影响因素分析

以塔里木油田山前地区常用的典型钻具组合为例,计算与分析了震击器在处理卡钻事故过程中的震击力及相关影响因素。计算结果表明,上提拉力以及下压力对随钻震击器的影响最大;提高震击效果的最有效方式为增大大钩上提拉力或下压力;震击器上方钻铤或加重钻杆数越少,震击器产生的震击力越大,深井的解卡效果比浅井好;震击器距卡点越近解卡效果越好。     

连续油管解卡高频双向震击器研制与现场试验

为解决连续油管打捞,钻塞解卡作业过程中常规震击器震击频率低,解卡成功率低,施工周期长的问题,文章研制了一种新型连续油管解卡高频双向震击器,该工具内部无高精度的液压延时机构,以液压为动力源,采用液压力与弹簧力协同作用的方式,达到连续震击的目的,切换工具提拉或下压状态即可快速转换震击模式。文章重点详述了高频双向震击器的主要结构、工作原理、主要技术性能参数和性能特点,对物理样机进行了双向震击模式的性能评价试验,并在大港油田进行了多口井的现场应用。结果表明,研制的高频双向震击器震击频率高,提高了解卡成功率,有效缩短施工周期提高了施工效率,降低了施工成本,具有较广泛的应用前景。     

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...     

磨溪气田水平井射孔枪卡钻解卡工艺技术

磨005-H10井和磨017-H3井为磨溪气田雷一^1气藏和嘉陵江气藏的两口水平井，均采用127mm尾管射孔完成，油管传输射孔后即发生卡钻。由于射孔枪与套管间隙小，打捞工具选择困难，再加上水平井的特殊性，解卡工艺难度大，工程风险大。该两口井采用震击器震击解卡工艺和倒扣解卡工艺处理卡钻事故，获得成功，对水平井井下作业和水平井修井具有一定指导意义。     

水力振荡器在苏36-8-18H井的应用

在苏里格区块大规模开发天然气水平井施工过程中出现严重的托压、粘卡现象,尤其在滑动钻进过程中,无法保证给钻头施加真实、有效的钻压。为此,介绍了Andergauge公司生产的水力振荡器的结构及工作原理,以及其在苏36-8-18H井的应用情况。应用效果分析表明,水力振荡器在水平井中应用,把单纯的机械式加压改为机械与液力相结合的加压方式,为钻头提供了有效、真实的钻压,提高了机械钻速,缩短了钻井周期。     

卡钻事故预测技术研究

提出了将卡钻类型分为机械卡钻、压兰卡钻和循环卡钻三类的新方法。利用华北油田卡钻事故资料，通过多元聚类分析和多元判别分析的方法，建立了三类卡钻事故的预测模型，预测结果符合生产实际，可以作为卡钻事故处理的依据。     

在灰岩井段应用酸化解卡的实践研究

针对一口生产气井在灰岩井段卡钻的事实．认为是井眼不清洁所致，为此提出酸化解卡思路。通过酸化作业，在钻头附近和下面溶蚀出一个大于钻头直径的扩眼，使钻头松动或以活塞形式下移．当下击到大井眼时．钻头上部卡钻的落屑就会下沉落到酸化变大的井眼内，或者流体能从钻头处上返到环空也可以将落屑冲洗掉，进而使钻具解卡。由此确定了酸化解卡方案，现场酸化解卡获得成功。     

随钻震击器及减震器失效分析与解决方案

针对常规震击器、减震器在空气钻井中应用时暴露出的产品表面腐蚀严重以及密封形式不适宜等问题,详细分析了失效机理,并从产品整体预防腐蚀及疲劳断裂、流线形结构设计、特殊表面处理工艺、密封材料和结构优化设计、整体功能原理设计等方面设计出适用于欠平衡空气钻井的全机械式空气随钻震击器、减震器。现场应用表明,空气随钻震击器比常规产品表现出更耐高温、更耐腐蚀的特点,适用于空气钻井。     

气体钻井钻柱抗疲劳短节设计与应用

气体钻井过程中由钻柱运动（包括公转和纵向共振） 引起的钻具疲劳断裂,造成了大量的井下钻具事故,成为推广应用气体钻井技术的障碍。为此,设计开发了气体钻井用抗疲劳短节：该短节组装采用花键联接;通过对轴向冲击力作用的下部钻具力学仿真分析,钻进中抗疲劳短节的花键芯轴与花键外筒产生相对位移,压缩筒内二甲基硅油吸收冲击力,从而使安装抗疲劳短节的钻铤应力水平降低30%。现场应用结果表明：安装应用抗疲劳短节的钻柱扭矩参数变化不大,钻进平稳且未发生跳钻现象,钻头受力均匀,钻时比较稳定;出井的短节经探伤检测合格级别为I级,进一步验证了抗疲劳短节可以有效预防钻柱在气体钻井中所产生的钻具疲劳断裂问题,有利于钻柱在气体钻井中长期安全工作。     

周向冲击扭矩作用下PDC钻头的黏滑振动分析

黏滑振动是PDC钻头钻井过程中一种常见的现象,它会引起钻头过早失效、钻进效率低等问题,使钻井成本升高。在钻头上部安装一套扭力冲击器,可在钻进过程中给钻头提供一个周期性的高频周向冲击载荷,减少扭矩的积蓄时间,减轻PDC钻进过程黏滑振动。通过对周向扭力冲击器作用下的PDC钻头在钻井过程中的工况分析,结合钻头钻进力学分析和岩石破碎学,建立了PDC钻头在周向往复循环冲击载荷作用下的破岩力学模型。对其数值仿真后结果表明,在一定的冲击扭矩作用下,钻进岩石内聚力为40 MPa的岩层时,卡钻时间减少了51%。这说明对钻头施加周向冲击后可以减轻黏滑振动。研究结果可为周向扭力冲击器在PDC钻头钻井作业过程中的使用提供理论支撑。     

碳酸盐岩井眼酸化解卡液技术研究

四川盆地元坝地区的超深水平井在钻井过程中卡钻大多发生在利用酸与泥饼中碳酸盐岩岩屑反应生成了可溶性盐类CaCl₂、MgCl₂,溶蚀破坏卡住钻具的泥饼结构。碳酸盐岩井段,提高该类地区浸泡解卡液解卡的成功率意义重大。为此,研究了酸基解卡液在高温条件下的解卡机理,优选出缓释剂、铁离子稳定剂等酸化解卡液的主要处理剂,形成了抗高温酸化解卡液体系,并对其酸化效果、酸化最佳时间、与隔离液配伍性、对钻具强度的影响等方面进行了评价。在高温、保证现场安全和保护储层的前提下,酸化解卡液对碳酸盐岩屑及含岩屑水基钻井液泥饼酸溶率达到40%,在元坝地区阆中2井配合工程解卡中取得了明显效果。同时,研究并率先评价了酸基解卡液对钻具强度的影响、浸泡作用的最佳时间,对浸泡酸化解卡的安全性及有效性给出了具体结论,具有参考意义。     

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。     

海上复杂轨迹井压差卡钻解卡工艺

南海东部地区海上调整井多为水平井,钻井作业过程中极易发生压差卡钻,发生卡钻后,解卡力无法有效传递,解卡困难。为了提高解卡成功率,此文通过从地层性质、井眼轨迹、钻井液性能、操作工艺等方面对海上陆丰13-1油田A井下?177.8 mm套管过程中发生的压差卡钻原因进行分析,采取了机械解卡、浸泡解卡液、海水冲刷的解卡思路和方法,并对其解卡效果进行了评价,最终成功解卡。陆丰13-1油田A井处理压差卡钻的解卡工艺技术,对于其他同类井可以提供很好的施工经验和借鉴。     

φ73mm(S135)直连型钻杆的研制及应用

为解决小井眼钻井、小井眼水平井钻井和φ139.7 mm套管开窗侧钻井中输送测井仪器和钻水泥塞的技术难题,研制了φ73 mm(S135)直连型钻杆。其钻杆接头与管体一体化,不需要摩擦焊接,通过减小API规范φ73 mm钻杆的接头外径和设计新型钻杆螺纹,增大了接头外径与井眼的环空间隙,满足在深井中输送测井仪器和钻水泥塞施工的要求,保证了井下安全。现场应用情况表明,该钻杆抗拉、抗扭和密封性能可靠,机械钻速明显提高,钻井施工更加顺利。