拨叉式螺杆高压喷射钻井技术研究

为提高钻井机械钻速,通过充分利用钻井液的水力能量,提高井下钻头的射流压力,井下螺杆增压装置以机械螺旋换向代替了以往井下增压装置的液压转换等结构,具有结构简单、效率高等优点。为此,在分析现有井下螺旋斜槽式增压器的基础上,提出了拨叉式螺杆高压喷射复合钻井提速技术,设计出了一种双拨叉式增压换向机构,优化了螺杆马达参数并提出改进方案,最后通过现场试验验证了改进设计的正确性,改进后的井下增压装置在现场相同钻进条件下试验,同邻井同井段平均机械钻速比较,钻速提高了39.72%。     

螺杆钻具大修工艺探讨

螺杆钻具又名定排量马达(PDM),是一种容积式井下动力钻具,也是当前运用最为广泛的一种井下动力钻具。当前低油价背景下,螺杆钻具重复利用成为各大油服公司降本增效的有效手段,因此螺杆钻具大修工作量随之增加;为了保证大修螺杆钻具大修质量和井下安全,对螺杆钻具组成和原理进行描述,并对螺杆钻具大修过程进行详细描述。     

螺杆式井下增压钻井装置的原理及设计

井下螺杆动力增压系统是从一种全新的原理出发,利用现有成熟技术,研制出一套将螺杆钻具作为动力的井下增压装置,产生超高压水射流,实现水力机械联合破岩,提高钻井效率.增压装置主要由动力单元、动力转换单元、固液分离单元、增压单元以及高压流道单元组成,动力单元将钻柱内的钻井液压能转化为转子的旋转扭矩,由现场用螺杆钻具改进而成;动力转换单元将转子的旋转运动转换为柱塞的轴向往复运动,设计关键是两个斜置圆柱凸轮槽的轨迹;固液分离单元用以过滤进入增压缸的钻井液,防止增压缸阀门阻塞;增压单元通过柱塞的往复运动来压缩增压缸内的钻井液实现增压;高压流道单元将增压后的钻井液输送给钻头上的超高压喷嘴,改进高压合金管的连接方式,提高密封效果.该装置流道简单,制造容易,并且性能稳定、强度高、使用寿命长,能满足现场使用的需要,为新型井下增压器的设计奠定了基础.     

螺杆钻具串接动力段设计探讨

螺杆钻具在延伸井、水平井钻井中已广泛应用，采用串接动力段的方法，可提高钻具的输出功率。本文讨论了串接螺杆钻具动力段的几个结构设计问题，介绍了串接螺杆马达的现场应用情况，同时，将串接螺杆钻具钻井和普通螺杆钻具钻井进行了性能比较。     

5LZ244型螺杆钻具

５ＬＺ２４４型螺杆钻具于连江，陈国良（潍坊生建机械厂）螺杆钻具是一种新型的井下动力工具，它采用容积式马达，以钻井液为动力液，广泛用于定向井、丛式井和水平井钻井。因它能满足钻井新工艺的要求，在世界上得到了很快的发展。我国从８０年代开始研究螺杆钻具。１９...     

螺杆压降的计算分析

螺杆钻具,又称定排量马达（Positive Displacement Motor,简称PDM）,是油气钻井中应用最广泛的一种井下动力钻具。在深井和超深井钻井中采用螺杆钻具配PDC钻头的复合钻井技术是提高机械钻速的一项有效技术措施。但是,在实际应用中,螺杆的输出性能与理论输出性能有较大的差别,因此研究螺杆的实际工作特性具有很重要的实践意义。     

单螺杆马达带单螺杆泵分注总成匹配研究

目前我国分层注水工艺存在工作原理及结构复杂、分层注水管柱工艺繁琐等问题。为此,提出了一种新型井下螺杆驱动型分层注水系统。该注水系统采用螺杆马达驱动螺杆泵,动力液利用分流器分流,分别进入马达与泵,运转时马达降压,泵增压,分别注入不同油层。对螺杆泵与马达匹配的原理及方案进行了研究,得到了整个系统匹配的详细计算过程,同时设计了匹配实例,得到了1∶2头螺杆泵与2∶3头螺杆马达的合理匹配参数。实例中,随着泵压由0.70 MPa增大到4.20 MPa,马达压降由0.89 MPa增大到5.36 MPa,机组的总长度由2.057 m增加至9.092 m。     

单螺杆马达带单螺杆泵分注总成匹配研究

目前我国分层注水工艺存在工作原理及结构复杂、分层注水管柱工艺繁琐等问题。为此,提出了一种新型井下螺杆驱动型分层注水系统。该注水系统采用螺杆马达驱动螺杆泵,动力液利用分流器分流,分别进入马达与泵,运转时马达降压,泵增压,分别注入不同油层。对螺杆泵与马达匹配的原理及方案进行了研究,得到了整个系统匹配的详细计算过程,同时设计了匹配实例,得到了1∶2头螺杆泵与2∶3头螺杆马达的合理匹配参数。实例中,随着泵压由0.70 MPa增大到4.20 MPa,马达压降由0.89 MPa增大到5.36 MPa,机组的总长度由2.057 m增加至9.092 m。     

新型超高压井下增压系统的研制与应用

油气钻井工程实践表明,利用高压射流辅助破岩是提高深井机械钻速的有效途径,而井下增压技术是一种产生高压射流的方法,井下增压系统装置的稳定性、可靠性是该技术工业应用的关键。为此,围绕井下增压系统配套的关键工具进行了研究与实验:①优选的螺杆增压器可将螺杆钻具输出的旋转运动转换为轴向往复运动,达到对部分钻井液实施增压的目的;②依据室内实验获得的不同喷距、射流角度下高压流体对岩石的冲蚀数据,研制了与螺杆增压器适配的超高压双流道钻头;③在地面采用清水作为试验介质进行了测试,高压喷嘴直径1.5 mm,泵压为4 MPa,排量18 L/s,地面测试期间高压喷嘴出口明显可见脉冲高压射流,井下螺杆增压装置运行稳定。在5口井上完成钻井总进尺1 015 m、纯钻进时间206 h,与邻井相比平均机械钻速提高了51.4%。试验结果表明,该井下增压系统在钻井作业中提速效果明显、设计合理、工作可靠。     

一种新型低速井下动力钻具

涡轮钻具和螺杆钻具是人们熟悉的井下动力钻具,但将涡轮钻具与螺杆钻具联接起来,装配成"涡轮-螺杆"钻具则还是前苏联的创造。1992年第1期《石油业》首次详细报道了这种新型井下动力钻具的动力性能和现场使用情况。     

水力活塞增压注水泵的研究与应用

水力活塞增压注水泵是水力活塞泵技术的发展。这种泵以注水站输出的高压水为动力源 ,高压来水经过增压注水泵后分为两部分 ,一部分作为动力液驱动泵工作 ;另一部分经增压后注入地层。室内和现场试验表明 ,这种泵适合于目前注水压力达不到要求的单井和井群 ,在不增加新动力设备的条件下 ,可使井口注水压力增加几倍 ,具有体积小、质量轻、运输安装和使用维修方便等特点 ,对改善油田局部注 采对应关系 ,提高注水开发效果具有现实意义。     

破碎性地层坍塌压力计算模型

破碎性地层裂缝、微裂缝及层理十分发育,地层各向异性明显,地层坍塌压力高,安全钻井液密度窗口窄,在低井筒液柱压力下井壁易垮塌,在高井筒液柱压力下又容易发生井漏。不同于均质各向同性地层,这类地层的井壁围岩力学稳定性主要取决于这些单元体结构面的强度(抗滑能力)。当单元体所受应力超过了其结构面抗滑能力时,井壁围岩即出现滑动失稳。由均质各向同性地层井壁力学稳定性分析理论出发,引入地层岩石破碎程度指数Bd来定量的描述地层岩石破碎程度对井壁围岩等效应力状态的影响,并根据Mohr-Coulomb准则建立了破碎性地层坍塌压力计算式,Bd值越大,井壁坍塌压力越大,井壁越易失稳,实例计算表明所建立的模型计算结果与工程实际吻合较好。     

管道式电动机多级离心泵水平增压注水机组

新型管道式电动机多级离心泵水平增压注水机组由管道式电动机、多级离心泵、电缆、控制屏和变压器组成 ,其中管道式电动机是自行研制的关键部件 ,主要由定子系统、转子系统、止推轴承、油润滑系统、保护器系统、环形流道系统和上下接头组成。胜利采油厂二矿2 2 2 1井应用该机组注水的实例表明 ,当管道电动机功率选 4 5kW ,机组进口压力为 12 4MPa时 ,机组出口压力可达 2 4 1MPa ,增压效果明显 ,且日常运转无漏失 ,安全可靠 ,不需要维护 ,具有独特的优势 ,但该机组耗电量比柱塞泵大。     

缝洞型碳酸盐岩油藏新型油藏生产指示曲线

弹性驱动油藏的生产指示曲线一直被看作是一条直线,由于原油压缩系数是一个随着地层压力增大而减小的变量,因此其并非一条直线,而是一条曲线,并且油藏压降越大,曲线偏离直线越明显,尤其是对于埋藏较深、地层压力与饱和压力差值较大的缝洞型碳酸盐岩油藏来讲,该油藏生产指示曲线会产生明显误差,需要进行改进。通过建立原油体积系数、原油压缩系数与地层压力的幂函数关系式,简化缝洞型油藏弹性驱动物质平衡方程,建立了新型的油藏生产指示曲线。研究与实例计算表明:地层压力大于饱和压力时,原油体积系数与地层压力不符合线性关系,而是符合幂函数关系,新建立的原油体积系数、原油压缩系数与地层压力的幂函数关系式,不仅符合实际变化规律,并且具有很高的计算精度;原油压缩系数的使用存在2种情况:一是某一地层压力对应的原油压缩系数;二是某一地层压力区间对应的平均原油压缩系数,两者不能混用,物质平衡方程应使用后者;新型的弹性驱动油藏的生产指示曲线始终为一条直线,直线的斜率即为原油地质储量。利用该新型油藏生产指示曲线可以更加准确地进行油藏驱动类型判断、储量计算等油藏研究。     

螺杆膨胀动力机在炼油厂的应用

介绍新型低压饱和蒸汽差压能量回收设备--螺杆膨胀动力机的工作原理、技术特点及其在北京燕山分公司炼油厂"三废"装置的应用情况:鼓风机为制硫燃烧炉提供的风量为105～203 m3/min,用电机带动鼓风机组送风,耗电量为353 kW.采用螺杆膨胀动力机组驱动鼓风机取代常规流程中的减温减压器,每年能回收电能2 824 MW·...     

新型液灰双控全自动混浆固井车的研制

目前固井车车台作业普遍采用由车台和底盘共同提供动力,作业成本高,固井车的可靠性严重受底盘故障的牵制,同时错综复杂的低压管汇占据了整车台面空间,不便整车后期维护和作业附件随车运送,而且影响整车美观性。为此,研制了新型液灰双控全自动混浆固井车。该车在车台上配置了小型发动机作为液压站来辅助主发动机给整个车台提供动力,从而实现了车台装备独立作业。同时该车还改进了低压管汇设计,留出了附件的存放空间和后期维护空间。该固井车功率大、泵压高、排量大、性能稳定、安全可靠,能够实现超压保护和智能混浆,能独立适应各种探井、超深井的固井作业,满足现代油田作业需要。     

中深井钻机车专用底盘的研究与应用

运载车底盘是车装钻机承载动力机组、传动组件、绞车、井架等部件的平台,又是钻机移运行走的唯一载体,其性能和可靠性直接影响到整套设备的应用。文章介绍了车架、装机功率、传动方式、悬挂型式、车桥、轮胎、转向方式等的结构设计和选型方法,并设计了适宜于中深井车装钻机的一种专用底盘。     

F级燃机机组主汽调节阀现场修复机器人弧焊研究

针对电厂F级单轴燃气蒸汽联合循环机组主汽高压调节阀阀体内腔的本体裂纹和阀座开裂问题,对现场检修过程及自动化设备进行了研究。采用弧焊机器人、现场数控加工及中频感应内外加热技术,修复了主汽高压调节阀阀体内腔的本体裂纹和阀座开裂等缺陷。经过实际应用测试,修复后的阀门可达到出厂水平,保证了发电设备的安全性。为现场快速解决同类型机组高温高压蒸汽阀门的重大设备隐患的修复提供了工艺指导,具有工程应用价值和推广意义。     

游梁式抽油机井有效功率计算方法探讨

针对目前抽油机井有效功率计算公式不适应抽油机井油气水混合液易压缩多相流的实际情况 ,指出抽油泵的工作过程更类似于活塞式压缩机的工作原理。依据抽油泵的理论循环指示图 ,导出抽油泵有效功率计算的新公式。分析公式表明 ,新公式考虑了油气水混合液的可压缩性 ,抽油泵的输入功率由两部分组成 :①将油气水三相混合液流由流量Qs、压力 ps 增加到流量Qd、压力pd 所消耗的功率 ;②将流量为Qgs的自由气由压力ps 增加到pd 所消耗的功率     

井下螺杆增压提速装置关键部件设计

钻井提速是各大石油钻井公司研究的重要方向,油气钻井工程实践表明,提高井底钻头喷嘴射流压力可以大幅提高钻井速度。在分析现有井下增压的基础上,研制了井下螺杆增压装置。该装置以螺杆泵作为动力,通过新型换向机构将旋转运动转换为增压泵的往复运动,成功实现了井底增压;钻头超高压喷嘴射流压力达到80～100MPa,有效地实现了超高压射流钻井,达到了提高钻速、降低钻井成本的目的。