新型旋转导向井下闭环钻井工具

近年来大位移井和复要轨迹井眼的需求不断增加,对井下钻井工具的研制提出了新的要求,利用现有的动力导向技术,钻压旗加困难,难以发挥高效钻头的作用,“滑动”方式下大摩阻的存在使井底工具面的控制难度加在,井眼水平延伸受到限制,为减小摩阻,使钻柱具有更大的延伸能力,实现对井眼轨迹的精确控制,国内外纷纷致车于井下可控工具和旋转导向闭环钻井系统的研究,本文介绍了2类可实现井下全方位控制的偏置机构及目前国内外已有的几种旋转导向闭环钻井系统。     

冲击旋转钻井工具的发展现状及应用研究

论述了冲击旋转钻进技术在石油钻探中应用的技术优势,探讨了冲击旋转钻井工具的发展现状及存在的问题;并根据射流式液动冲击器现场试验应用,阐述了影响冲击旋转钻进技术发展的主要问题,提出了提高冲击旋转钻井工具应用效果的几点看法。     

非旋转钻杆保护器的应用

钻柱扭矩过高和套管员过多是大位移井的严重问题之一。为解决此问题，西江２４－３－Ａ１４井采用了非旋转钻杆保护器，非旋转钻杆保护器自由旋转式固定在钻杆上，相地于钻中自由旋转，而相对于套管内是不转或几乎不转。该保护器可降低钻柱的扭矩和防止套管的严重磨损。介绍了该保护器的结构、原理、安装方法，使用范围及局限性，通过西江２４－３－Ａ１４井φ３１１ｎｍ井眼段的实际应用表明，非旋转钻杆保护器的效果非常显著。     

旋转导向钻具工具面角的新型表述

旋转导向钻井工具工作时,导向钻头根据实时的姿态控制指令对钻具的工具面角进行实时控制。文
章提出了一种对工具面角角度变化的新型表示方法,即在圆柱面坐标系下对角度的动态变化进行描述。该表示方
法可更加直观地显示工具面角角度的变化趋势,避免了在平面坐标系下角度的大幅跳跃,并可以循环显示工具面
角度的周期变化过程,最后在ｍａｔｌａｂ环境下对角度变化过程进行可视化处理。     

不旋转钻杆保护器

延伸钻井正在日益成为增加老油田产量的一种方法，但ＥＲＤ存在钻井扭矩大，套管磨损严重的问题。本文介绍一种不旋转钻杆保护器，它可防止套管磨损，减少钻柱扭矩。文中讨论了ＮＲＤＰＰ的设计原理及操作限制。     

非旋转钻杆保护器在大位移延伸井中的应用

在大位移延伸钻井中 ,使用非旋转钻杆保护器是降低钻柱扭矩和防止套管磨损的重要手段之一。本文论述了非旋转钻杆保护器的设计机理和使用原则。从现场应用情况可以得出结论 ,正确使用非旋转钻杆保护器可以降低扭矩10 % 30 % ,同时防止套管磨损     

旋转导向钻井工具液压分配系统的设计

工作液控制分配单元的设计是旋转导向钻井工具导向功能的实现关键和难点之一,该单元的工作特性主要取决于上盘阀高压孔圆心角、上下盘阀摩擦副的结构尺寸和摩擦副的密封性。上盘阀高压孔圆心角的大小,决定工具推靠力的作用形式,直接影响工具的导向能力、使用寿命和密封性,理论分析表明,当3个“巴掌”作用合力的覆盖面角αo=60°时,该圆心角的最优值为θ=180°。由于工具中的扭矩发生器所能提供的驱动力矩有一定限制,为了实现对控制轴的稳定控制,应该尽量减小控制轴上阻力矩之一的上下盘阀摩擦副之间的摩擦阻力矩,该摩擦阻力矩主要受上下盘阀摩擦副结构的影响,给出了上下盘阀的结构及主要尺寸,并定量分析了该摩擦阻力矩。     

定向钻进工具的发展方向—自动旋转导向钻井工具

目前的滑动式导向钻井工具已在钻定向井中,特别是在钻大位移中暴露出了不少缺点与不足,而自动旋转导向钻井工具可以弥补这些缺点,它是目前定向钻井工具的一个研究热点发展方向。     

遥测钻杆

遥测钻杆是能从井下传感器传送宽带数据并将地面控制信号反馈到传感器的一种新型钻具。该系统使钻杆从简单的钻井工具变成具有信息功能的钻井工具，实验室试验和样机试验都已成功地证明了该系统的潜力。     

旋转导向钻井工具3D参数化虚拟样机设计

简述了旋转导向工具的结构组成和工作原理.利用SolidWorks软件平台对某型旋转导向工具进行3D参数化设计.采用SolidWorks自带的有限元插件COSMOSWorks建立了该工具的三维有限元网格模型,对芯轴进行了有限元分析,分析结果证明芯轴的结构设计合理,强度满足工况要求.虚拟样机设计和有限元计算结果为进一步改进和优化旋转导向钻井工具提供了理论依据.     

偏置工具后置式旋转导向系统导向性能分析

对新提出的偏置工具后置式旋转导向系统的导向机理、导向性能及其影响因素等做了理论分析 ,由此得出 5点结论 :(1)偏置工具后置导向的造斜能力随钻压的增加而减小 ,通过控制钻压可在一定程度上控制工具的造斜率 ;(2 )偏置工具后置导向的底部钻具组合中 ,应使偏置工具与近钻头稳定器间的距离保持在 6m以上 ,按常规钻具选配 ,其间可接 1根 (约 9m)钻铤 ;(3)不论增斜还是降斜 ,偏置工具后置的导向能力远优于前置方式 ;(4)近钻头处的钻压、弯矩、冲击、振动等是整个底部钻具组合中最强的 ,将偏置工具安放于工作环境相对较好的后置位置 ,可改善偏置工具的工作条件 ,减少其非正常损坏的几率 ;(5 )偏置工具后置在非导向状态下 ,其柔性钻铤以下的底部钻具组合相当于一套稳斜或微增斜钻具组合 ,符合导向钻具组合的施工需要。     

方钻杆泥浆阻止阀

钻井工作中,每当接单根卸开方钻杆后,方钻杆内残存的泥浆就会喷到钻井平台及操作人员的身上。这不但使价格昂贵的泥浆白白浪费掉,而且污染了井场,轻则使钻井条件更加恶劣,重则危及钻井人员的安全。     

旋转导向钻井工具BHA侧向力的有限元仿真

为了研究推靠式旋转导向钻井工具的导向能力,建立了旋转导向钻井工具BHA的力学模型,通过ANSYS有限元软件,对该工具的BHA受力与变形进行了仿真计算。分析了工具侧向力的大小及其主要影响因素,除了常规的影响因素(如钻压、井斜角、扶正器欠尺寸)之外,这种工具对侧向力的影响还包括工具覆盖面角、推靠力大小及其作用点等。仿真分析为优化井底钻具组合、研究旋转导向钻井工具导向能力及控制井眼轨迹提供了理论基础。     

旋转导向钻井工具导向力优化设计

以旋转导向钻井工具的导向工况为背景，从旋转导向钻井工具执行机构侧向力的规律分析入手，推导了侧向力和工具导向力的解析式，总结出了执行机构侧向力及其覆盖面角的变化规律、工具导向力及其覆盖面角的变化规律、工具导向力在导向方向及其垂直方向上两个分量的变化规律。从保持导向力平稳等目标出发，以上盘阀高压孔圆心角为基本变量，给出了最优的导向力及其产生的务件，为工具结构参数的设计提供了依据。