信息交流

信息交流螺杆钻具定向钻井系统新进展螺杆钻具定向钻井系统由随钻测量系统（ＭＷＤ）、井下可控螺杆钻具和钻头三部分组成。可控螺杆钻具与常规弯外壳螺杆钻具的区别，在于万向节外壳接头不同。可控螺杆钻具使用一种特殊的双斜式定向接头，这种接头是一个中空的壳体，内部...     

长庆油田“四合一”钻具组合轨迹控制能力力学分析

"四合一钻具"是把PDC钻头、单弯螺杆、短钻铤和稳定器四种工具合并运用的一种钻具结构。该钻具结构既利用了单弯螺杆的滑动可调能力,又实现了双稳定器刚性钻具结构的稳方位效果,还充分发挥了PDC钻头的快速钻进优势,能够满足直井段防斜、定向造斜、复合调整和稳斜稳方位的轨迹控制要求。它的应用打破了以往定向后强增斜的轨迹控制思路,达到了减少起下钻和滑动调整、提高机械钻速、降低井下风险的效果。     

反扭矩定向系统研制及试验

现有旋转滑动钻井工具无法同时实现隔离上部钻具旋转和钻头破岩产生的反扭矩,且工具面角不可控。基于此,设计了分时动态隔离上部钻具旋转和承载下部钻具扭矩的反扭矩定向钻井系统;研制了反扭矩定向系统样机;利用该样机开展了实钻测试,实钻总进尺57 m,工具面角控制精度小于±5°、造斜率达23.0°/100 m,平均机械钻速约为6.5 m/h(泥岩)。研究表明：研制的反扭矩定向系统可同时隔离上部钻具旋转和下部钻具扭矩;能精确控制工具面角,实现了下部钻具自动精确导向钻井的功能,验证了反扭矩定向系统结构设计理论的正确性。相关成果有望解决滑动钻进钻柱“托压”和井眼轨迹控制难题,提高弯螺杆滑动导向钻井时效。     

导向钻具定向造斜方程及井眼轨迹控制机制

为满足各种导向钻井方式的井眼轨迹控制需求,建立了导向钻具的定向造斜方程及井眼轨迹的过程控制方法,并进行算例分析。通过证明导向钻具的定向方向与井眼轨迹的主法线方向相一致,建立了导向钻具的定向造斜方程。通过建立导向钻具的造斜率-工具面角、造斜率-定向方位角关系曲线,提出了井眼轨迹的过程控制技术。研究表明:导向钻具的造斜率决定了井眼轨迹的井眼曲率,导向钻具的定向方向决定了井眼轨迹的主法线方向;定向方位角与工具面角均具有定向功能,二者可以互算且互为补充。研究结果揭示了导向钻具与井眼轨迹之间的相互作用机理及控制机制,据此能根据设计的井眼轨迹形成井眼轨迹的控制方案,并随钻控制和监测导向钻具的工作特性。     

美国新型油田设备摘录

大排量套管泵　美国ＫＳＢＡｒｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈ公司制造了一种ＲＤＬＯ系列双入口、轴向可拆卸螺壳型套管泵 ,其排量高达 2 .8Ｌ/ｓ ,扬程为 2 4 0ｍ ,在高效率的运转条件下有较长的使用寿命。 用可调稳定器改进钻井操作　美国Ａｎｄｅｒｇａｕｇｅ钻井公司制造的可调式稳定器 ,可用于定向、扩大井径或旋转 -可控钻井系统。使用这种稳定器可在地面调节底部钻具组合 (包括钻铤、稳定器和减振器等 )的稳定性 ,无须进行起下作业 ,就可全面控制井斜和转速 ,进一步净化井眼 ,降低扭矩和阻力 ,提高机械钻速。 扩大井径钻头　美国国际金…     

井下动力钻具新型万向轴研制及应用研究

井下动力钻具配合高效 ＰＤＣ钻头的复合钻井技术是目前提高复杂结构井钻井速度和定向的主要手 段,井下动力钻具的易损部件（马达和万向轴）的寿命决定了复合钻井技术钻井效率的高低。笔者在分析了井下动力钻具常规万向轴的优缺点及运动特性的基础上提出新型万向轴的设计原则,继而设计出了新型万向轴结构,并利用有限元对万向轴主要易损部位（万向节）进行了强度分析,新研制的万向轴具有寿命长、承受大扭矩、方向可调性强、自动补偿润滑等特点。配合 １９７ｍｍ高温高压螺杆在塔里木油田超深井钻井中进行了现场应用,使高温高压螺杆寿命提高了 ４０％以上,应用结果表明该万向轴在井下动力钻具中具有广阔的应用前景。     

斜向器定向计算分析

文章通过计算套管开窗定向侧钻井斜向器装置角，分析了斜向器导斜角、原井轨迹对斜向器定向方位的影响，推导出斜向器定向计算公式，并为柔性钻具组合、弯外壳螺杆钻具侧钻新井眼提供了理论依据，对斜向器开窗侧钻井轨迹设计、定向开窗及初始井眼轨迹控制具有一定的指导意义。     

曙古11水平井定向造斜段钻具组合导向能力计算分析

利用平衡侧向力方法和SABHA软件系统，对曙古11水平井定向造斜段钻具组合的导向能力进行了预测分析。结果表明，这种方法具有很高的预测精度。通过优化双稳定器滑动导向钻具组合的结构参数，可以获得较单稳定器滑动导向钻具组合更高的导向能力。     

两种特殊的水平井动力钻具

文中简要介绍了两种特殊的水平井动力钻具,即BWSLZ165型地面可调弯外壳螺杆钻具和带有稳流阀的中空转子螺杆钻具。研制前者的目的,是增大工具的造斜率复盖范围,以提高工具的控制能力,同时减少工具储备量。研制后者的目的,在于改善现有中空转子螺杆钻具的软特性和低效率。     

LF型液动螺杆钻具形成系列

<正> LF-85型液动螺杆钻具最近在无锡钻探工具厂研制成功,标志着小口径螺杆钻具已形成系列(LF-54型、LF-65型、LF-85型)。 螺杆钻定向钻探技术被誉为当今世界     

智能流体研究进展及其在钻井液中的应用与展望

智能流体作为一种物理性能“可控”的智能材料，在航天、生物、医疗以及微电子等行业得到了广泛应用。根据智能流体响应条件，将智能流体分为了外场可控智能流体(以磁流变流体和电流变流体为代表)和刺激响应可控智能流体(以智能水凝胶为代表)，系统总结了智能流体的流变机理、研究现状，指出将纳米材料引入智能流体是目前研究热点。在此基础上，介绍了可应用于钻井液中的智能流体室内研究进展，分析了智能流体应用于钻井液的可行性。最后结合智慧油田发展需求，提出了开发智能钻井液、研发智能钻井设备以及智能钻井液操控系统是未来智能钻井发展新方向。     

深井小井眼定向随钻扩孔技术研究与应用

深井小井眼斜井段钻后扩孔存在扭矩大、工具易折断、周期长、扩孔效果差等技术难题,为此,开展了定向随钻扩孔研究与试验。在分析国内外主要扩孔工具的特点和现场应用效果的基础上,优选CSDR型双心钻头作为扩孔工具,配套475K4570型可调式单弯螺杆钻具为其提供动力。根据水功率合理分配原则,优化了钻头喷嘴组合和水力参数,在THA井进行了现场试验。THA井一趟钻钻进153 m,成功实现了井斜14.13°~42.50°段内的定向随钻扩孔,作业段井眼轨迹平滑,平均全角变化率5.554°/30m,平均井径173.99 mm,作业周期较设计周期缩短50%。现场试验表明,双心钻头配合螺杆动力钻具可以实现深井小井眼大斜度段的定向随钻扩孔作业,扩孔效果好,作业周期短,是进行斜井段扩孔作业的有效技术手段。      

煤层气绒囊钻井流体的防塌机理

尽管绒囊钻井流体已成功应用于煤层气钻井,但研究其防塌机理,事关其煤层封堵效果、封堵强度、封堵成本以及储 层伤害程度。为此,实验室对比测定了山西沁水盆地3 号煤岩柱塞单轴抗压强度、驱替Ø38 mm 煤岩柱塞的入口压力。对比注入 2% 氯化钾溶液、低固相聚合物钻井流体和绒囊钻井流体后煤岩柱塞强度的实验结果发现,仅绒囊钻井流体（3 组）的煤岩强度提 高38.46%;驱替压力对比结果显示,绒囊钻井流体在驱替压力为20.73 MPa、21.46 MPa 时不漏失,绒囊封堵后2% 氯化钾溶液在 驱替压力分别为24.79 MPa、25.64 MPa 时仍不漏失,绒囊钻井流体增大了流体进入地层的阻力。室内显微镜观察绒囊钻井流体封堵 60 ～ 80 目、80 ～ 100 目、100 ～ 120 目三种粒径煤岩岩屑的填砂管,结果发现：囊泡以堆积、拉抻、堵塞等方式封堵不同尺寸的 漏失通道并平铺渗流通道的入口端,形成“珠状毯”;囊泡的弹性、韧性吸收了钻具对井壁的冲击力,从而减轻了钻具造成的井壁 失稳。结论认为：煤层气绒囊钻井流体的主要防塌机理是提高煤岩强度、增大流体进入煤岩地层的阻力、缓冲钻具冲击力等。     

智能钻井发展现状研究

鉴于海洋钻井平台上严峻的生存环境以及智能钻井在安全、质量、成本、时间等方面具有相对于传统钻井的优势,智能化成为了钻井设备发展的必然趋势。智能钻井主要分为井下工具的智能化、井上智能钻井系统和高速大容量的信息传输通道。学科综合和信息的高效传递是智能钻井的显著特征。在海洋钻井和复杂地质情况下,智能钻井必将得到极大的应用。总结了近年来石油钻井行业在智能化方面取得的进展。认为信息的高效传递、工具小型化、井下机器人和智能钻井系统与智能井下工具的结合是智能钻井的发展方向。     

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本文全面概括地总结了我国定向井丛式井技术取得的重大进展,包括钻成了一批定向丛式井,掌握了平台数及平台位置的优化设计,井组总体设计,单井轨迹设计及控制技术,钻具组合技术,绕障和防碰技术,泥浆、固井、取心、测井、射孔、测试、钻头、涡轮和螺杆钻具等配套技术以及数据库及软件系统的应用等,展示了在我国全面推广定向井丛式井的良好前景。     

地面可调螺杆钻具的研制

在定向井、大斜度井、水平井等特殊工艺井中,为优化井身质量,不同井段的造斜率可能会不同。而常规的弯螺杆钻具的弯角是固定的,为减少弯螺杆钻具的配备数量,设计了一种可分级调整弯度的螺杆钻具。该螺杆钻具的调弯机构由中间接头、调节花键套和弯母扣下壳体组成,可使一根钻具能得到0°-3°内13个不同的弯度。设计了一种适合地面可调螺杆钻具的球型万向轴,该万向轴采用分体式球型万向摆动的万向节和全密封式结构,克服了花瓣式万向轴的缺点,延长了螺杆钻具的使用寿命。     

井眼修正随钻接头在大斜度井钻井中的应用

为了解决大斜度井钻井中的键槽、沉砂和缩径问题，研制了一种新型的井眼修整随钻接头，它是对破键器加以改进，增加了清砂和划眼功能，性能更加完善。在钻具上适当加接井眼随钻接头，可有效地改善井眼质量，减少起下钻次数，提高钻井时效。这种接头已经在钻井中得到了广泛的应用，取得了很好的效果。     

连续旋转定向钻井系统——AutoTrak RCLS

CACT作业者集团在惠州油田成功地使用了BakerHughesInteq公司最新推出的定向钻井及随钻测量工具AutoTrakRCLS连续旋转闭环定向钻井系统 (AutoTrakRotaryClosedLoopDrillingSystem,简称AutoTrak),这也是AutoTrak首次在中国地区的使用。简要介绍了AutoTrak的组成及其特点,并详细地介绍了AutoTrak在惠州油田HZ2 1- 1平台 2口井中的使用情况。AutoTrak打破了传统可调弯度马达地质导向系统滑动钻进进行定向钻井的模式,引进了在连续旋转过程中进行定向钻进的全新概念,实现了只用一趟钻来完成造斜、稳斜、降斜以及水平段的定向钻进,从而节省了不必要的起下钻时间,提高了机械钻速;同时能够提供更平滑的井眼轨迹和更为清洁的井眼,减少了扭矩和摩阻,从而有利于定向钻进及下套管作业的顺利进行。实现了在井深 10 31m的 2 15.9mm井眼段只用 1趟钻来完成连续定向造斜的任务,把计划的 12d钻井作业时间缩短到 4.7d,减少了钻井事故发生的可能性,提高了钻井作业的效率,节省了作业时间。     

特深定向井滑动导向过程中扭矩传递规律研究

常规滑动导向过程中工具面调控速度与精度对提高特深定向/水平井定向钻井效率至关重要,明确常规导向过程中扭矩传递规律对提高工具面调控效率具有重要意义,而且该研究还是实现定向钻井自动化和智能化的核心基础理论。为此,建立了滑动导向过程中钻具动力学计算模型,给出了钻具井口扭转角度与井底工具面扭转角度间的函数关系。分析了钻具扭转角度、钻具结构尺寸、井深及井眼轨迹等对滑动导向过程中扭矩传递的影响规律,指出了影响钻柱扭矩传递效率的关键因素为钻柱扭转弹性刚度和黏滞阻尼系数,给出了提高工具面调控效率的工程建议为提高钻柱扭转弹性刚度和降低黏滞阻尼系数。通过与工程实际进行对比分析,指明了模型优化方向,优化后的模型计算精度超过了70%。研究结果可为特深定向/水平井滑动导向过程中工具面调控效率的提高提供指导,为自动化钻井技术研究打下理论基础。     

大位移定向钻井工艺在PY10-8/5油田的应用

PY10-8/5大位移井是中海油在中国南海的重点难点项目。该大位移井项目中表层防碰,表层大尺寸井眼造斜,高稳斜角长位移井段作业提速和井下工具的磨损都严重制约了定向施工作业进程。在深入分析该项目定向钻井作业技术难点的基础上,参考国内外大位移井定向钻井技术,根据该区块的钻井经验进行了定向作业难点攻关优化。通过优化井眼轨道,优化钻具组合,使用并优选旋转导向钻井工具,模拟与实时跟踪分析作业工程参数,逐步形成了适合该大位移井项目的定向钻井作业配套技术。这些钻井工艺的应用使PY10-8/5大位移井项目得以顺利、高效、经济地完成,并对其他同类项目有一定的借鉴意义。