随钻震击器安放位置优化设计

在钻井施工作业中,为了有效地预防钻柱卡钻,常常需要在钻柱的某一部位安装随钻震击器。随钻震击器安放位置的不同,将极大地影响着震击效果。现文结合随钻震击器的震击原理,综合考虑震击作用中钻柱的摩阻、钻柱的重力以及不同的下部钻具组合结构的影响,建立了随钻震击器安放位置优化设计模型。实例计算表明,该模型实用有效,可用于定向井、水平井和大位移井中随钻震击器安放位置的优化设计。     

关于随钻震击器的研究

现文在Ｓｋｅｅｍ理论基础上，对随钻震击器在震击作业期间产生的震击力、冲量和卡点位移进行了详细的计算，为震击作业期间根据实际情况调节震击器的过拉力提供依据。文内还详细地分析了多种因素的影响关系，为钻柱设计时确定震击器的安放位置提供素材。     

震击器解卡过程的动力学分析

文章运用弹性波理论与动力学分析相结合的方法研究震击器解卡动力学过程，提出利用震击力和震击冲量来衡量震击器解卡效果。用有限元法对直井中的震击解卡作业过程进行计算，分析上提拉力、落鱼深度、钻铤长度、震击器安放位置、震击行程大小和落鱼遇卡程度等各种因素对震击器解卡效果的影响，所得的结果能更好地解释现场震击作业中的一些现象，对震击器的工程实际应用与设计有重要的参考价值。     

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。     

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。     

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。     

随钻震击器断裂事故分析及预防

随钻震击器在井下要承受较大的弯曲、扭转、压缩和冲击等载荷,工作条件非常恶劣。本文对英7井和塔东1井两起随钻震击器冲管体断裂事故进行了断口、金相、化学成份分析和机械性能试验,认为是脆性断裂。其主要原因是材料韧性太差,冲击功仅12J;结构不合理,导致应力集中所致。作者提出,对随钻震击器的生产,有关技术部门应进行技术认可,并对产品进行质量监督。     

随钻震击器接头断裂分析及改进措施

随钻震击器是一种重要的井下解卡工具,由于其工作环境恶劣、受力状态复杂,震击器接头容易发生断裂。为提高产品质量,延长接头的使用寿命,减少断裂事故的发生,需要对接头断裂原因进行分析并实施相应的改进。针对一起随钻震击器上接头的断裂事故,采用试验与理论相结合的方法进行断裂原因分析。对接头进行了宏观分析、尺寸测量、无损检测、材质理化性能检验（包括化学成分、力学性能和金相组织）。对钻具组合进行了重点分析,并对随钻震击器上接头和转换接头的弯曲强度比进行详细计算。结果表明随钻震击器上接头发生断裂的原因是由于钻具组合不合理以及随钻震击器上接头和转换接头的匹配不当导致的疲劳断裂,材料冲击韧性低进一步缩短了疲劳寿命,最后提出了改进措施并取得了较好的效果。     

全液压式随钻震击器的研制与应用

针对钻井过程中常见的井下卡钻事故,研制了新型全液压式随钻震击器。该震击器主要由连接机构、机械锁紧机构、扭矩传递机构、打击机构和密封机构等部件组成。全液压式随钻震击器是一种上下击为一体的新型井下解卡工具,实际操作时,若在起钻过程中遇卡,则启动下击解卡;若在下钻时遇卡或钻头在井底遇卡,则启动上击解卡。厂内台架试验及现场应用结果显示,整套震击器设计合理,机械锁紧力线性稳定,液压延迟时间稳定,能充分满足现场使用要求。     

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。     

液压式上击器的应用

文章针对液压式上击器在处理中、深井的砂卡，封隔器卡和落物卡等卡钻事故中的特点，介绍了其结构及工作过程，同时，对上击器的效果进行了分析，为提高震击效果，给出了上击器配用钻铤质量的各种参数。最后，对钻具组合、操作要点、上击力的调整及故障维修等提出了几点注意事项。     

液压上击器台架试验动力学探讨

为掌握液压震击器性能，提高井下作业效率，分析了试验台架上液压上击器的震击过程，建立了试验台架上液压上击器震击效果的计算模型。采用弹性波理论与动力学相结合的方法，得到台架上心轴撞击垫与缸套承击体撞击时的冲击能以及心轴对缸套产生的撞击力，为后续的现场测试提供理论依据，也为上击器的优化设计提供了依据。     

一种新型地面震击器的开发与应用

针对某些3000m以内的浅井,因大钩悬重小,采用常规地面震击器无法实现正常复位的问题,研制了一种新型地面震击器。该震击器由上接头、六方套、上筒体、心轴、调节螺母、下筒体、弹性机构总成、机械锁紧机构、延长心轴和下接头等组成。性能试验及现场应用情况表明,该震击器的所有技术参数均达到行业标准要求,复位力与释放力的大小无关,且均小于9.81kN,完全可以满足在浅井中使用地面震击器震击后顺利复位要求,应用效果很好。     

机械式活环震击器震击过程的动力学分析

用机械动力学及机械振动的方法,建立起机械式活环震击器工作过程的运动方程式,推导出震击时冲击能、震击力的近似计算公式。在研究中,不只是对震击器本身进行分析,而且也考虑了与震击器配合使用的绞车系统的动力学问题。     

液压加速器在震击解卡作业中的作用

在震击管柱中配接使用加速器，是提高震击解卡成功率的有效途经。介绍了液压加速器和震击器的结构、工作原理以及震击管柱运动规律与动力性能。在此基础上，阐述了震击管柱中有效能量的概念，并分析了液压加速器在震击管柱中的减振作用。实例计算及现场统计资料表明：采用加速器配套施工比单独使用震击器施工，可提高解卡成功率15％以上，延长震击器有效工作寿命30％以上；同时能减缓钻柱振动，对井下钻具及水泥环有保护作用，有利于提高修井质量。     

影响上击器震效的因素及提高震效的措施

以液压式上击器为例,分析了震击过程中的能量变化。现场使用情况表明,影响震效的主要因素有震击器的性能、钻具配套和施工井井况等。为提高震效,应合理设计震击器的制造工艺,严格进行地面调试,选用优质液压油,正确使用和定期保养。     

绳索式液压震击器震击效果数值模拟

建立了判别绳索式液压震击器震击效果的计算模型,确定了震击效果的判断原则。指出震击效果的判定应以绞车操作者能直接控制,且通过模型能准确计算的冲击能为重要参量,而不是以震击力作为依据。在试井作业中,以此为判定原则可获得较好的震击效果。