高压、超深井液压震击器的改进及应用

对液压超级震击器在高压、超深井施工中震击效果差或没有震击的原因进行了分析,提出了对震击器的延时、压力平衡和密封性等方面进行改进的方法,使震击器的性能得到明显提高。     

CSJ114震击器的改进与应用

CSJ114震击器应用液压和机械原理,通过锥体活塞在液缸内的运动和提拉钻具储能实现上击动作,可以多次使用,重复震击。但使用过程中,发现其在井下作业中无法震击的情况时有发生,从而拖延工期,影响施工质量。为此分析其现有工作原理,找出其问题存在的原因,通过改进结构,使之能在井下作业中正常工作。经过现场应用表明,改进后的CSJ114超级震击器在地面组装调试合格后,在施工过程中能提供合理的延时贮能时间。     

JS178型震击器

给出了ＪＳ１７８型震击器的用途、特点及基本参数。详解了３个主要部分；震击机构、调节机构、辅助无件的主要结构。最后经出了使用操作方法及应用实例。     

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。     

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。     

液压震击器的机械特性及动力学分析

在介绍液压震击器的结构和工作原理的基础上,给出了震击过程中的延时计算公式及震击器心轴活塞的位移、速度方程式,并分析和推导了冲击能U_d、冲击力P_d的计算方法和公式。在推导P_d中因没有考虑冲击时的部分能量损耗,故计算误差较大,P_d值计算公式仅供设计和使用震击器时参考。     

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。     

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。     

随钻震击器上击力计算研究

以弹性波理论为基础,利用求固有频率的Rayleigh法,推导出了随钻震击器的上击力计算公式。该方法计算的上击力为上提拉力的3倍多,与哈里伯顿公司提供的数据基本一致,为塔里木油田随钻震击器的现场使用提供了理论依据。     

超深水平井钻井水力参数优选

基于传热学理论和井筒流动特性,通过建立超深水平井的井筒物理模型和温度场模型,考虑螺杆钻具的工作特性,以钻头和螺杆钻具组合的最大水力能量作为优选目标,建立了水力参数优选模型,分析了温度、压力对最小携岩排量的影响,并计算了最优排量和其他水力参数。结果表明:与不考虑温度、压力影响时相比,考虑温度、压力影响时的最小携岩排量增加了1倍;最小携岩排量随着钻井液密度和塑性黏度的降低而增大,塑性黏度是其主要影响因素;不同时刻的最小携岩排量存在一临界点,在临界点上、下井段确定最小携岩排量时,应采用不同时刻对应的最小携岩排量。因此,在超深水平井复合钻井时,应充分考虑温度、压力对水力参数优选的影响,以保证井眼清洁,提高钻井效率。     

国内超深井钻机技术现状与发展建议

随着陆地油气开采高难度井的增加和海洋深水勘探的需要,超深井钻机将在未来几年内有一定量的需求,但目前国内超深井钻机的研发才刚刚起步,而且在一些关键技术上与国外还有一定的差距。对国内外超深井钻机的技术现状进行了对比分析,并就国内该项技术发展中存在的问题以及今后发展中应注意的问题,提出了几点建议。     

温度对超深井非水化地层安全钻井的影响

超深井钻井中普遍存在高温高压等地质环境，钻井过程中经常发生喷、漏、卡、塌等复杂情况。为减少复杂情况发生、研究了温度对井壁稳定性的影响，探讨了井周有效应力、岩石力学性质及钻井液密度随温度变化的规律。研究发现温度变化会产生热应力，导致孔隙弹性系数变化，从而改变井周有效应力的分布；温度升高岩石力学性质逐渐变差，并有可能产生热开裂现象，从而引发井漏、井塌等复杂事故；高温高压井中压力和温度同时起作用，但温度效应更加明显，将引起钻井液当量密度降低。综合考虑以上3 个方面，认为温度对超深井地层安全钻进具有重要影响，钻井过程中应该尽量减少起下钻次数，保持钻井液循环，该研究结果可为进一步确定合理的安全密度窗口及入口钻井液密度提供依据。     

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。     

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。     

深井超深井钻探工艺技术

深井、超深井的施工采用了许多现代高科技手段，包括VDS垂直钻井系统、顶部驱动钻机、铝合金钻杆、不起钻金刚石绳索取心、抗温能力超过250℃的深井钻井液等，并且在资料与信息的处理上大量应用了及时跟踪和电子模拟技术，使得各种数据的分析更加直观化，例如现代深井钻井施工已经彻底实现了利用计算机终端进行井下复杂情况的监控，钻井工程师可以根据电脑屏幕所提供的信息快速地决策井下复杂情况的处理方案，减少了决策所需时间，降低了问题的复杂程度，提高了处理效率。然而，随着井深的不断增加，各种问题出现的几率也成倍增大，如超高密度钻井液的使用技术、井身结构的合理确定、在施工条件下先进技术与工具的有效使用、长寿命钻头的制造、井身质量、钻进方式的选择、深部地层稳定方案的实施等都会影响钻进深度的进一步加大。本文根据国内外已完成深井、超深井的资料，对深井钻井、超深井钻井作业所遇到的技术问题进行了剖析，初步将超深井钻井技术问题的解决归纳为钻井液技术方案、机械技术方案、地层稳定技术方案、钻进工艺方案、取样工艺方案，并就解决的技术措施提出了建议。     

元坝超深水平井轨迹控制技术

川东北元坝区块是中国石化南方海相重点勘探开发区域,元坝地区海相储层埋深超深,具有高温、高压和高含H2S等特点,水平井钻井存在测量仪器和定向工具选择难、轨迹控制难度大等技术难点。通过应用高温高压旋转导向和高温螺杆+MWD对比,优选了定向钻井的工具组合;结合理论和实钻经验,形成了适合元坝地区的超深水平井轨迹控制技术,为元坝地区海相储层的高效开发提供了技术支撑。     

QJ159A整体机械式随钻震击器的研制及应用

针对液压式、机械式随钻震击器因密封材料受介质腐蚀和井底高温的影响,技术性能不稳定,使用寿命低的问题,研制了QJ159A整体机械式随钻震击器。该震击器以卡瓦和卡瓦心轴组成锁紧机构,弹性套靠压力下的变形量来控制锁紧机构解锁,打击机构产生打击。现场应用表明,该震击器设计原理正确,技术性能可靠,可用于直井、定向井、大位移水平井、欠平衡空气钻井等。它接于钻具组合,可随时解除钻进和起下钻遇到的各类阻卡。