钻具扶正器的修理与应用

对扶正器扶正部分采用镶硬质合金柱的修理方法,其工艺先进,修复质量可靠。修理工艺可分为12个步骤。①扶正器本体探伤②碳弧气刨③进行一次补焊④一次粗车外圆⑤二次补焊⑥二次精车外圆⑦车倒角⑧钻孔⑨压柱⑩精磨外圆保径     

常规钻井螺旋扶正器携岩举升数值计算研究

在常规钻井中,螺旋扶正器随钻柱高速旋转,钻井液通过螺旋扶正器时,螺旋扶正器产生的强烈旋流必然会对钻井液携带岩屑举升能力产生不同程度的影响。以多相流理论为基础,建立三维流体动力学模型,并采用有限体积法对该模型进行计算,定量评价了螺旋扶正器的携带岩屑举升能力。计算结果表明,入口岩屑的上返初始浓度对携带岩屑举升能力影响较大,随着初始岩屑浓度的增加,出口岩屑最快上返速度相应加快;颗粒直径越大,螺旋扶正器产生的强烈旋流携带效果越明显。     

实验确定旋流扶正器在环空中产生的旋流长度

以实验为依据，对影响旋流长度的因素进行了详细的分析，得到了环空排量、流体性能、旋流器结构参数诸因素对旋流长度的影响规律。建立了旋流长度公式。     

钻井新技术的应用(二)

近年来国外在钻井技术领域不断地研究推出一些新技术、新工具和新产品 ,对推动钻井技术的不断进步起到了积极的作用。本文根据近期文献报道 ,介绍了一些钻井新技术 ,其中包括固井扶正器、钻井数据快速采集系统、水合物抑制剂、不锈钢生产油管、自动化定向钻井技术和能量平衡牙轮钻头     

毫米波钻井技术

为了给我国毫米波钻井技术的研发提供借鉴和思路,研究了国外毫米波钻井技术的现状和成果。毫米波钻井技术是利用大功率回旋管毫米波发射机发射的毫米波电磁能强束熔化蒸发岩石,高压空气或氮气携岩屑（实际是携纳米级粉末）进行钻井。毫米波技术可省去常规钻井更换钻头和下套管固井等工序,因此可以缩短钻井周期。室内试验表明,毫米波钻井的机械钻速与毫米波的功率、岩石的蒸发比能及吸收功率密度密切相关。毫米波钻井技术为提高钻井速度、降低钻井成本提供了一种可行的新思路和新方法。      

等离子通道钻井技术

离子通道钻井技术是一种利用高电压脉冲能量发生器装置产生高能等离子体形成的等离子通道破碎岩石,实现钻井的新技术。主要介绍了等离子通道钻井技术的高压脉冲液相放电击穿岩石的基本原理,英国斯特拉斯克莱德大学I.V.Timoshkin等人设计的室内试验系统、试验情况,以及瑞士联邦理工学院电力电子系统试验室的J.Biela等人于2009年研发的固态调制器的原理及优势,并对进一步研究等离子通道钻井技术提出了建议,以期为提高钻井速度、降低钻井成本提供一种可行的思路和方法。      

套管钻井是一种有效的钻井方法

套管钻井系统是由地面和井下两部分装置组成 ,用常规套管代替钻杆 ,钻进和下套管作业同时完成。通过套管将液压能和机械能传递到套管下端短节内的可回收式钻具组合。套管和钻杆一样旋转 ,泥浆从套管内径进入井底 ,从环空返回地面。先导试验表明 ,套管钻井技术利用常规套管钻井代替钻杆钻井 ,大大地减少了钻井成本 ,提高了完井速度 ,且套管钻井更加安全 ,节省了更换钻头的起下钻时间。套管钻井较常规钻井可以提高钻速 30 % ,代表了钻井技术发展的主要趋势     

套管弹性旋流扶正器的旋流规律及应用

提供了一种既能保证套管居中,又能产生水泥浆环空螺旋流的套管弹性旋流扶正器。在实验的基础上对该种扶正器所产生的旋流规律进行了详细的分析;得出了各种不同因素对旋流的影响规律;建立了旋流长度及旋流周向速度的计算公式,为分析旋流段水泥浆顶替效率奠定了基础。现场实践表明,依据本文理论所设计的工具对提高顶替效率、固井质量具有良好的效果。     

钻井泵阀体阀座的物理气相沉积处理

钻井泵泵阀在工作过程中要承受高压钻井液的强烈冲蚀，极易损坏，使用寿命低。针对这一问题，作者在原表面渗碳处理的基础上，采用物理气相沉积（ＰＶＤ）技术对钻井泵阀体阀座进行ＴｉＮ涂层处理，并对这种涂层的性能进行了测试。现场试验结果表明，经采用物理气相沉积技术进行ＴｉＮ涂层处理后，钻井泵泵阀使用寿命较未采用这项技术处理前提高了将近３倍。     

套管钻井中套管屈曲变形的有限元分析

针对套管钻井过程中套管易发生屈曲变形问题,进行了有限元分析。结果认为当钻压为117.68kN,井斜角逐渐增大时,井斜平面内的套管屈曲变形逐渐趋于正弦曲线,并且由于重力的侧向分力增大,套管与井壁接触的压力和区域增加,加剧了套管磨损。当井斜角为3°,钻压较小时套管基本上平躺在下井壁,钻压增大时套管与井壁的环空间隙小,限制了套管的屈曲变形,但接触力的增大也使套管磨损加剧。解决套管磨损的方法有2种一是在管柱底部连接厚壁套管;二是在套管柱上安装刚性扶正器。     

海上钻具破损现象研究

针对平湖油气田钻井中频繁发生的钻杆刺漏现象 ,组织了多学科、多专业的综合研究。从钻杆刺漏现象的大量试验研究得出结论 :(1 )钻杆刺漏的主要原因是钻井扭矩过大 ,造成钻杆基体薄弱处产生疲劳载荷下的微裂纹 ,钻杆内壁受高压钻井液冲蚀而刺漏 ;(2 )钻杆刺漏的次要原因是井眼中含有少量的H2 S气体 ,此气体伴随高压钻井液冲蚀钻杆内的疲劳微裂 ,从而加剧钻杆的刺漏腐蚀程度 ;(3)应针对平湖油气田地层中的特殊微量有害气体 ,研制有特殊内涂层的钻杆 ,以改善钻杆的抗腐蚀性能     

海洋深水高盐阳离子聚合物钻井液室内实验研究

海洋深水钻井作业条件复杂,钻井液中一旦形成天然气水合物,必将导致钻井液无法正常循环,从而使钻井作业时间延长。针对这一问题,通过室内实验优选出了适合海洋深水钻井作业的高盐阳离子聚合物钻井液配方。该钻井液是以20%NaCl作为水合物抑制剂,以高分子量阳离子聚合物作为絮凝剂,以小分子量阳离子聚合物作为粘土稳定剂,并配合使用降滤失剂、增粘稳定剂、润滑剂等处理剂配制而成。实验结果表明,所配制的钻井液具有较好的抗温性和较强的抗污染能力,以及良好的抑制性和油气层保护能力,能够阻止低温下天然气水合物的形成,可以满足海洋深水钻井作业的需要。     

清理钻杆中凝固水泥水平钻进装置的设计

清理钻杆中凝固水泥时 ,因孔洞较深 ,需要有强度较高的传动器械和特殊的动力装置 ,为此 ,设计了清理钻杆中凝固水泥水平钻进装置。该装置首先设计一多功能平台 ,将钻杆固定在支架上 ,在调速电动机的带动下 ,使其匀速运动。为了降低加工难度 ,可采取两头分别钻进的方法 ;传动杆的内孔在满足冷却水流量 ,外径环路可充分排除岩屑的条件下 ,经计算强度可以达到使用要求。该装置的关键是设计出尺寸严格、结构适宜、出刃锋利、保径得当的钻头 ;为防止钻头的离心摆动需在合适的位置加扶正器 ,确保清理的彻底和高效。     

旋冲钻井技术在川西硬地层的应用

川西地区深层天然气资源丰富,是中国石化增储上产的重点区块。沙溪庙组—须家河组岩石致密,可钻性差,机械钻速慢、钻井周期长是该地区深井钻井的首要难题。针对此问题,开展了旋冲钻井技术先导试验。通过现场应用和工具的改进、完善,在钻井液密度为2.25 g/cm3的条件下,旋冲钻井的平均机械钻速比同地层PDC钻头提高26%,成为川西硬地层钻井提速的又一重要手段。     

川西须家河组页岩气水基钻井液技术

油基钻井液是页岩气开发常用的钻井液体系,但存在污染大、费用高等问题,通过改进水基钻井液体系开发页岩气藏可以有效地解决上述问题。对川西须家河组五段泥页岩的工程地质特征进行分析发现,该层属硬脆性泥页岩,膨胀性矿物体积分数低,微裂缝发育,井壁失稳是影响水基钻井液使用的主要因素。通过室内实验优选了抑制剂、封堵剂和降失水剂,形成强抑制强封堵的聚胺仿油基水基钻井液体系。该体系具有较强的抑制封堵性、抗污染性、润滑性和优良的流变性,同时具有较低的中压失水和高温高压失水,在川西XYHF-1井页岩层现场进行了应用。结果表明,该体系能有效防止页岩层吸水膨胀、缩径垮塌,确保钻井施工安全,在川西页岩气藏开发过程中具有广泛的应用前景。     

涠洲12—1N油田硬脆性泥页岩研究及钻井液技术对策

在涠洲12 1N油田涠二段钻井过程中,硬脆性泥页岩的剥落掉块经常造成钻具阻卡等井下复杂情况。分析了涠二段硬脆性泥页岩的理化特性,研究探讨了硬脆性泥页岩的评价方法和坍塌机理,在此基础上,提出了选用快速强封堵型成膜钻井液是有效抑制硬脆性泥页岩剥落掉块的根本措施。这一研究成果对于在涠洲12 1N油田开发工程中提高钻速、减少井下复杂情况发生具有重要意义。     

钛合金钻杆在页岩气长水平段的延伸钻进能力分析

页岩气井的发展方向是垂深更深、水平段更长，长水平段延伸钻进困难已成为制约深层长水平段页岩气井效益开发主要的瓶颈，而采用轻质钻杆则是解决页岩气井水平段延伸钻进难题的方案之一。为了定量化评价钛合金钻杆在页岩气长水平段的延伸钻进能力，基于Hamilton原理建立全尺寸钛合金钻柱动力学模型并采用HHT-α法对模型进行求解；进而以钢制钻杆作为比较对象，分析钛合金钻杆的降摩减阻、抵抗变形和轴向力传递能力及其影响因素。研究结果表明：①钛合金钻杆能够有效减少钻柱摩阻，当钻井液密度为1.30 g/cm3时，?101.6 mm钛合金钻杆的接触摩阻比同规格的钢制钻杆减少18.5%，?127.0 mm钛合金钻杆的接触摩阻比?101.6 mm钢制钻杆减少34.8%；②较之于钢制钻杆，钛合金钻杆更容易发生屈曲变形，但通过调控钛合金钻杆尺寸规格可以缓解屈曲变形，从而降低屈曲导致的局部摩阻增加；③钻井液密度提高，能够明显增强钛合金钻杆的降摩减阻效果。结论认为，轻量化的?127.0 mm钛合金钻杆的降摩减阻能力高于?101.6 mm钛合金钻杆，更高于?101.6 mm钢制钻杆，更加有利于解决长水平段水平井延伸钻进困难的问题。     

胜利油田中深井钻井液的优化与应用

为满足中深井 ,特别是高地层压力深井钻井的需要 ,优选了 PHP- CFH- MMH复合钻井液体系。介绍了该钻井液体系的配方、室内试验、处理维护措施及在 35口中深井的应用情况。实践证明 ,该钻井液体系抗温性好、抑制性强、润滑性好 ,并且有良好的触变性、悬浮性、防塌性及携岩性等 ,而且维护简便 ,性能稳定 ,在防止粘卡 ,减少钻井事故 ,提高钻井速度 ,保护油气层等方面具有独特的作用。     

开发川西致密碎屑岩气藏的钻井完井液技术

在提出适合川西致密碎屑岩双重介质储层的低损害优质钻井液基础上,再结合屏蔽式暂堵技术来实现保护储层的目的。在ＭＰ－７井的应用表明,对于川西非常规的致密碎屑岩双重介质储层,采用储层保护措施后,经加砂压裂改造后产能提高幅度很大     

砂泥岩防塌及保护油气层钻井液技术

从防塌性能,保护油气层,润滑性及配伍性等方面介绍了新型硅防塌剂及硅基防塌钻井液的室内试验情况.在胜利油田5口井的现场应用表明,该型防塌剂能显著降低钻井液成本,而且对油气层的侵害很小,并对保护井眼稳定,防止井塌具有明显的作用 ,具有良好的发展应用前景.