吸振型减振器的研究

为进一步控制或降低装有隔振型减振器的钻柱振动,研究了吸振型减振器,这种减振器利用附加在名铤外面弹性系统的振动来吸收钻柱所承受的井下激振动,附加系统的质量越大,受到激励后的振幅越大,对钻柱的减振作用越显著,吸振型减振器主要由钻铤及接头,外筒,衬筒,弹簧及密封圈等组成,弹簧的刚度和外筒的质量是设计的关键,研究分析表明,吸振型减振器结构简单,吸振部分不传递轴向力和扭矩,不影响钻柱可靠性,每一种型号的吸振器在一定的井下激振频率即一定的钻柱转速下工作,多个吸振器同时工作,减振效果更好。     

海泡石泥浆（Ⅲ）

研究了河南和江西产海泡石的造浆率、酸溶性和悬浮体的流变性与稳定性，发现S－6号样品选浆率达50－60m^3/t，大大超过API标准；海泡石悬浮体的流变性服从Brinkman粘度公式，S－5样品的Einstein形状系数K＝57；配制海泡石泥浆时可使用常规的降失水剂，降失水剂的用量在复配时可大大降低；海泡石样品的酸溶量达26．6％。在地热、海洋、超深亍钻探及配制完井液等方面，海泡石有良好的应用前景。     

钻井液的静止和流动对钻柱弯曲的影响

本文从钻井液流动与静止的根本原因出发，分别讨论了二向应力和三向应力作用下，钻井液的流动与静止对钻柱弯曲的影响，并由此而推导出钻井液流动导致钻柱失稳弯曲的临界泵压，及一些具有普遍意义的结论。     

对“泥浆流动对钻柱稳定性的影响”一文的商榷

文章针对“泥浆流动对钴柱稳定性的影响”一文,就“钻柱的弯曲和偏磨问题、钻柱与井斜的关系问题、平面弯曲问题、堵死钻头水眼或沉砂卡钻问题、钻井中钻柱稳定性分析问题,”发表了自己的看法。     

可防止压差卡钻和衰竭砂岩地层泥浆漏失的DS泥浆

实验室试验和现场实验均证明,钻井过程中采用一种新型可变形地层封堵剂(DS--Deformable Sealant)可减少泥浆在严重衰竭地层中的漏失.采用该新型泥浆防漏措施与水基泥浆相结合,通过在几个需钻透一系列严重衰竭地层的油田应用后,结果表明可有效预防压差卡钻和泥浆漏失.本文介绍了该新型防漏措施的地质力学原理、添加新型地层封堵剂的钻井液设计(可将DS按2%～4%的体积浓度添加到水基泥浆中)、DS泥浆的实际应用情况.     

井下压差式常通阀

井下压差式常通阀能够克服普通球座（投球式或带球式）进液效果差、易使封隔器误坐封、易沉积赃物、易砂埋的诸多弊端,利用液体截流产生压差进行工作,可实现分采管柱液压封隔器的坐封,既能满足普通油井的生产需求,又能满足大斜度井、大位移井、水平井等特殊井的生产需求,是一种新型井下工具。     

泥浆动力旋转导向钻井工具原理及压降计算

旋转导向钻井工具的动力来源主要有电池、泥浆动力、涡轮发电机。由中海油研究总院牵头研制的旋转导向钻井工具是以泥浆动力为导向动力来源,通过井底钻柱内外泥浆压差驱动3个导向翼肋的伸缩,控制钻头沿目标轨迹钻进。分析了流量、钻头喷嘴组合、泥浆性能等参数对该压差的影响。现场试验结果证明了理论计算的正确性,为研制该类工具提供了理论基础。     

井下工具和钻柱构件的选材及热处理中的几个问题

从对井下工具和钻柱构件失效分析例证中,归结到因产品质量不高而引起的失效事故占50％以上。为此,对产品的材料性能提出应具备较高的强度和良好的塑韧性要求是合理的。一般要求材料硬度在大于或等于HB285情况下的A_(KV)≥54 J,40CrMnMo、40CrNiMo和36CrMo4均可较好地满足其要求。至于解决这类中碳低合金结构钢热处理中诸如第Ⅱ类回火脆性和淬火介质对材料性能的影响,文内给出建议工艺方法和分析意见。     

钻柱主动控制减振技术研究

针对钻柱的纵向振动问题，研究了一种新型主动控制减振器。该减振器采用伺服控制技术，属于有源可控制减振器，与传统的减振器有本质区别。说明了这种减振器的结构与工作原理，给出了力学模型，并建立了数学分析模型。在钻井过程中，对钻井设备危害最严重的是超低频（f≤10Hz)振动。因此，对主动控制减振器隔离超低频振动源的作用进行了理论分析。为达到最佳隔振效果，研究了将减振器的反馈控制系统设计成PI（比例－积分）控制器，并从理论上证明了采用这种控制方式的主动控制减振器，隔离超低频振动的效果最佳。     

液压减振器功能的探讨

液压纵向减振器具有多种良好的减振效能，双向减振器特性与钻井的要求相反，不宜在钻井中使用。     

气体钻井钻具减振器的研制及现场试验

为有效缓解气体钻井钻具频繁振动带来的钻具疲劳损坏,根据可压缩性硅油体积变形减振为主,硅油流过阻尼缝隙的阻尼减振为辅的研制思路,研制出了适用于气体钻井的KPL229型减振器。对加入KPL229型减振器钻具组合的有限元分析表明,加入KPL229型减振器后,钻具受到相同轴向冲击力作用的应力水平降低。现场试验表明,在气体钻井时,与未应用KPL229型减振器的井相比,扭矩不但得到降低,而且波动幅度很小;钻时由5~40 min/m降至5~9 min/m;单只钻头的进尺得到提高,其磨损程度降低。由有限元分析及现场试验结果可知,气体钻井时应用KPL229型减振器,不但可以降低振动对钻具的损伤,延长钻具的使用寿命,而且可以增强气体钻井的提速效果。KPL229型减振器为预防气体钻井时因振动造成的钻具失效或断裂提供了一种新的解决途径,同时可以利用振动能量辅助破岩。      

钻柱在存放过程中的腐蚀及防腐问题

钻柱是钻井作业的物质基础，钻柱事故不仅延误工期，而且造成大量的人力、物力、财力浪费。腐蚀是钻柱失效的重要原因之一。为减缓钻柱在存放过程中的腐蚀问题，文中对钻柱在存放过程中的腐蚀环境及所遭受的腐蚀进行了较为详细、全面的分析，采取有效措施减少钻柱在存放过程中的腐蚀。     

在役钻柱的纵向振动模型的分析与研究

钻柱振动分析是一个非常复杂的动力学问题,也是国内外钻井界正在深入研究的问题。实际钻井中的钻柱振动可能是纵向振动、横向振动或扭转振动以及它们相互祸合的振动,钻柱的疲劳破坏、粘扣现象和大部分刺扣泄漏事故也都与钻柱振动有直接关系,特别是与钻柱的纵向振动有关,为减少纵向振动在钻井过程中的危害,优化钻具组合避免纵向共振,建立了钻柱的纵向振动模型并给出了相应的边界条件、初始条件和振动方程,为进一步研究钻柱的振动问题打下基础。     

随钻扩眼工具的研制与应用

随钻扩眼技术是近年来兴起的一项钻井新技术,其原理是采用随钻扩眼工具在套管下边钻边扩,最终实现井眼尺寸比领眼钻头尺寸大,以达到提高完井质量及解决复杂事故的目的。胜利油田钻井院研制开发了随钻扩眼工具JK215-237,介绍了随钻扩眼工具的结构及特点,详细叙述了该工具在垦628井现场试验情况,试验结果表明,JK215-237随钻扩眼工具结构合理,能够实现套管下边钻边扩,扩眼的结果能够提高完井质量,该工具的研制与应用对随钻扩眼技术的应用以及随钻扩眼工具的研制具有重要的指导意义。     

气体钻井转化常规钻井的替入钻井液技术

针对全国大规模推广应用气体钻井技术的情况,详细地分析了气体钻井所形成的井眼条件和替入钻井液时可能发生的井下复杂。气体钻井时,在井眼周围地层岩石应力得到充分释放,形成更多的应力释放缝,加之井壁岩石干燥,没有滤饼保护,当气体钻井完成后替入钻井液时,易引起多种井下复杂。针对替入钻井液后可能发生的井下复杂,提出了气体钻井转化常规钻井的替入钻井液优化配方及现场工艺技术对策,并通过多口井的现场试验,对降低井下复杂,缩短恢复常规钻井的周期见到了明显效果。     

基于钻井延伸极限的管柱分段优化设计方法

大位移井的横向延伸能力不断提高,管柱力学行为更加复杂,对管柱的优化设计提出了更高的要求。为此,综合考虑管柱各种作业工况和约束因素的影响,构建了一种基于大位移井延伸极限的管柱分段优化设计方法。对于大斜度段管柱采用加权目标函数法进行设计,采用先局部后整体的方法进行求解;对于上部常规段管柱采用近似延伸极限法进行设计,采用迭代法进行求解。研究结果表明,新设计方法可有效地解决大位移井管柱和接头优化设计问题。井眼状况良好时,可在钻柱上安装减阻器,以降低管柱摩阻;井眼状况较差时,采用小尺寸接头钻柱且不采用减阻接头,以降低局部机械阻力。套管设计中建议采用兼顾套管居中和减阻的折中方案,折中方案结果相对于仅考虑套管居中或减阻的结果更加合理。研究结果可为大位移井中管柱的优化设计提供参考。     

连续油管钻井技术的发展及应用

叙述了连续油管钻井技术的发展历程、优缺点、连续油管钻井所需的地面设备和井下工介绍了连续油管钻井在国外的应用情况和最新进展。     

控压钻井泥浆帽设计方法研究

控压钻井可以较为精确地控制整个井筒环空压力剖面,能有效解决钻井过程中出现的井涌、井漏、井塌、卡钻等多种井下故障,但在起钻之后不能仅靠调整井口回压平衡地层压力,需要注入高密度泥浆帽。为满足控压钻井起钻泥浆帽注入过程中井底压力恒定,必须设计出合理的泥浆帽密度和高度。为此,基于起下钻过程中的井筒压力控制原理和控压钻井起下钻工艺,建立了控压钻井泥浆帽密度和高度的计算模型,提出了一种维持控压钻井起钻过程井底压力恒定的泥浆帽密度和高度的设计方法,并以塔里木油田某井为例评价分析了泥浆帽密度和高度对井口回压控制的影响,并指出设计泥浆帽密度和高度时应综合考虑各种因素,在泥浆帽注入和驱替过程中实时控制井口压力,以维持井底压力恒定。      

气体钻井过程中的钻具失效研究

近年来,气体钻井技术在国内得到了迅速发展,取得了阶段性的研究成果,各大油田纷纷在符合气体钻井作业的地层开展气体钻井作业,取得了显著成效,机械钻速是同区块泥浆钻井的2～4倍.随着气体钻井数量的增加,钻具失效问题日益突出,已影响到气体钻井的安全和推广应用.结合气体钻井工艺特点,对气体钻井钻具失效的特点进行了分析,为制定预防措施奠定了基础.