■73 mm小尺寸涡轮钻具叶型设计及优化

小尺寸涡轮钻具主要用于深部高温硬岩地层钻进,对我国油气、干热岩等深部能源矿藏的地质调查具有重要意义,在石油行业中小井眼钻井、老井加深及连续油管钻修井等方面具有较好的应用前景。目前,国内尚无■73 mm小尺寸涡轮钻具,为推进涡轮钻具系列化,对■73 mm小尺寸涡轮钻具的涡轮节中常规级定转子叶片及制动级定转子叶片进行设计优化,旨在研制长度短、转矩适中、转速适中、压降小、功率高及效率高的■73 mm小尺寸涡轮钻具,使■73 mm小尺寸涡轮钻具尽快在我国实现现场应用。设计出符合性能要求的3种常规定转子叶型方案和5种制动级叶型方案,通过理论分析及数值模拟,选出最优的常规定转子叶型及制动级叶型方案,并提出常规涡轮级与制动涡轮级复配的5种涡轮节结构方案,同时对涡轮节结构进行了性能分析及方案优选,优选的涡轮节方案在流量5.5 L/s,工作转速1 500～2 500 r/min时,输出转矩为109～140 N·m,平均压降为11.5 MPa,制动转矩为185.5 N·m,可满足小井眼钻井对■73 mm小尺寸涡轮钻具的输出性能要求。     

海上高抗扭ø127 mm柔性钻杆研制及应用

为进一步实现海上油田深部低孔、低渗储层开发需求,提高单井产能,进行了海上作业高抗扭柔性钻杆的研究。通过模拟柔性钻杆内部球头连杆球面、异形密封圈球面及本体凹槽内表面相互作用关系,分析出柔性钻杆端面应力分布规律。研制的高强度柔性钻杆在乌石17-2区块Ax井的2个分支井进行了现场试验,试验结果表明:设计的单个ø127 mm柔性钻杆通过API标准螺纹相连,采用纯机械造斜原理,能够实现16～20(°)/m的高造斜率; 配合斜向器回收技术,能够实现多个分支井同时量产,进一步增加单井泄油面积; 钻杆采用铬钼钢材质,能够满足海上高摩阻、高转矩情况下的钻井技术要求,同时可适应高温高压地层钻井作业。高抗扭柔性钻杆的研制与应用为我国海上油气低成本高效开发提供技术支持。     

南海西部乌石海域ø508 mm隔水导管简易井口稳定性研究

南海西部海域常规探井简易水上井口前期普遍采用ø762 mm×25.4 mm大尺寸隔水导管,作业成本较高。从隔水导管桩土承载力、海底土浅层破裂压力、极端海况下隔水导管强度等方面分析ø508 mm×25.4 mm隔水导管稳定性。结果表明:隔水导管最小入泥深度为45 m时,能满足井口承载1 000 kN要求; 极端海况下隔水导管能满足强度要求,在水面及泥线下2 m附近出现最大弯矩与应力,泥线以下10 m后应力较小。现场应用表明,乌石海域采用ø508 mm隔水导管可实现后续安全钻井作业,相比ø762 mm大尺寸隔水导管方案,可降低作业工期与费用。