面阵CCD在钻杆直径测量中的应用研究

在石油钻井中,对钻杆的磨损分析需要测量磨损部位的直径尺寸,传统的接触式测量方法效率低,人为误差大。鉴于此,采用面阵CCD对钻杆受磨损部位的直径进行非接触式测量。在介绍测量方法、原理及测量的结果的基础上,讨论了该测量系统的误差及减少误差的措施。试验结果表明:(1)该测量系统的测量误差小于5.2μm,可应用于钻杆的磨损分析;(2)该测量系统测量速度优于传统测量方法,且无人为误差;通过调节CCD间距,还可以测量其它大尺寸的物体。     

某G105钻杆接头损坏原因分析

为了找出某油田G105钻杆内、外螺纹接头损伤原因,对现场使用的失效钻杆接头进行了宏观分析、理化性能检验、金相及显微组织分析。结果表明,受损的钻杆内、外螺纹接头的化学成分和力学性能均满足API SPEC 5DP—2009标准要求,钻杆接头主要的失效原因为粘着磨损,是在上扣过程中扭矩过大造成的,同时,螺纹脂涂抹不均匀、钻杆接头镀层质量欠佳也是造成粘着磨损的因素。     

基于钻杆检测的套管磨损监测技术研究与试验

鉴于目前钻井现场缺乏有效的套管磨损监测技术的现状,建立了利用钻杆接头磨损量、钻柱组合和钻时数据反算套管磨损量的计算模型,编制了相应的计算程序,形成了一套可计算任意井深处套管磨损量的现场监测技术。建模时假设套管与钻杆接头的磨损量与磨损时间成正比,套管磨损量与钻杆接头磨损量成比例。现场试验结果表明,钻杆接头外径检测方法可以计算出各井深处套管磨损的体积,而且监测和计算过程不复杂,操作过程对钻井作业不产生影响,是适合现场操作的套管磨损监测方法。     

钻杆接头过转盘倒划眼装置设计与应用

转盘驱动钻机在钻进的过程中,钻具遇到阻卡正好在转盘面对着钻杆接头情况下,通常使用了卡瓦倒划眼进行解卡作业,其难点在于钻杆接头处的耐磨带和钻杆加厚部分减少了卡瓦与钻杆的接触面积,转盘驱动扭矩通过卡瓦很难传递到钻具,卡瓦倒划眼的安全操作难度极大、卡钻风险极高。为此,针对性地设计出了一种钻杆接头过转盘倒划眼装置,该装置的实质就是当钻杆接头在转盘内时将坐钻杆卡瓦位置上移,避开钻杆接头的耐磨带及加厚部分的位置,使钻杆卡瓦与钻杆本体接触来有效传递转盘扭矩。结合倒划眼作业状况及装置原理,进而形成了使用该装置的钻杆接头过转盘的倒划眼技术。现场应用试验结果表明,该装置能有效地解决倒划眼时钻杆接头及加厚部位过转盘的作业安全问题,降低划眼中的事故复杂。该装置在四川盆地东部地区的XCH6井进行了现场应用试验,能够安全实现倒划眼作业,快速解除井下复杂。     

铠装焊钻杆接头

钻杆在旋转钻井和起下钻过程中与地层相互摩擦,往往造成钻杆接头磨损。这种磨损在井身质量差的情况下尤为严重。例如,某井使用5″钻杆钻完井深3,000米之后,所用新钻杆接头有70％磨损到既不能继续使用,也不能再加以修复。钻杆接头的严重磨损,使大批无细扣钻杆不能继续使用,有细扣钻杆则需大量更换接头。1972年     

鎧装焊钻杆接头的工艺和使用总结

钻杆在旋转钻井和起下钻过程中与地层互相摩擦,造成钻杆接头的磨损。这种磨损在井身质量差或地层坚硬的情况下尤为严重。例如,某井使用一套5″×18度新钻杆,钻完一口三千米深的井后,钻杆接头有70％磨损到既不能继续使用也不能修复的程度。钻杆接头磨损,     

气体钻井用钻杆磨损后剩余强度分析

针对气体钻井钻杆偏磨较为严重的问题,基于气体钻井钻杆磨损数据调研,建立了磨损后钻杆有限元模型,对钻杆接头和本体均匀磨损、一侧偏磨和两侧偏磨后剩余强度进行了数值模拟。通过对5FH-72S钻杆磨损后剩余强度计算分析后,得出如下结论:钻杆接头和本体均磨、一侧偏磨和两侧偏磨后应力峰值较大,与之对应的钻杆接头剩余强度降低较快,钻杆本体剩余强度比接头剩余强度降低更严重。建议油田加强钻具管理,制定钻杆磨损后合理使用的标准。该项研究工作对揭示气体钻井钻杆失效机理和科学使用磨损钻杆具有指导意义。     

自爬式钻杆现场检测装置的研制

采用涡流检测方式只能检测钻杆表面和近表面缺陷,超声波检测方式对检测环境的要求较高,检测装置结构复杂,且检测过程中需施加耦合剂,不适合钻杆现场检测。鉴于此,研制了自爬式钻杆现场检测装置。该装置基于漏磁检测原理,通过霍耳元件拾取钻杆本体外的漏磁场信号,然后通过系统配套的信号转换器和信号处理系统对采集的缺陷信号进行采样、调理、A/D转换和分析处理,以此来测量和评价其内部的腐蚀坑、裂纹及偏磨等缺陷,进而达到对钻杆缺陷进行定位和判断的目的。现场检测结果表明:当励磁电流达到3.5 A时,自爬式钻杆检测装置可准确识别钻杆各类缺陷,且性能稳定可靠。该装置给管子站和井场现场堆放的钻杆提供了一种方便的检测手段,为钻杆的重复利用提供了技术保障。     

钻杆在线漏磁检测系统

钻杆在钻井过程中承受拉伸、扭转和振动等多种载荷,易发生损坏,如不及时发现会导致钻杆断裂等重大事故。为此,研制了钻杆在线漏磁检测系统。该检测系统由探头、钳壁、辅助小车及导轨、控制系统、数据采集系统和检测分析软件等组成。其关键技术如下:①探头结构采用柔性设计,可保证钻杆顺利通过接头;②探头排列为环状包裹设计,可实现钻杆的无盲区检测;③采用喷气除泥结构设计,提高了钻杆的检测精度,减轻了工人劳动强度。现场应用情况表明,该钻杆在线漏磁检测系统可检测钻杆的缺陷,满足现场实际检测需求。     

钻杆螺纹缺陷检测装置的研制

针对目前钻杆螺纹缺陷检测方法存在的问题,提出用角度可调式超声波斜探头来检测钻杆螺纹缺陷的方法,并开发出钻杆螺纹缺陷检测装置。该装置利用计算机系统的功能,对接收到的回波波形先完成模数转换,再执行数字化处理,实时显示数字化的回波波形,同时具有记录、存储、计算分析能力,还可与计算机联机实现通讯及打印输出。现场应用表明,钻杆螺纹缺陷检测装置能够适应非开挖穿越现场及油田钻井现场工况,检测结果重复性好,装置性能稳定可靠。     

TQ508—70Y大管径高扭矩液压套管钳的研制

鉴于我国生产的各类套管动力钳已不能适应现在越来越多的大井眼和超深井作业需求的情况,研制开发出适用管径244.5～508mm、最大扭矩70kN.m的TQ508—70Y液压套管钳。该套管钳主要部件包括钳头、传动齿轮壳体、变速机构、液压系统、液压测矩装置等。试验与应用表明,该液压套管钳性能可靠,作业效率高,能满足下套管作业的要求;产品的各项性能指标均达到设计要求,并符合SY/T5074—2004行业标准。     

转盘钻井条件下套管钻井管柱连接技术

大庆油田为了实现对外围未动用储量的经济有效开采,开展了转盘钻井条件下的套管钻井技术研究。研究开发了固定式和铰接式套管夹持器、方套转换接头、偏梯扣加止扭台肩套管,以及特殊扣型加止扭台肩套管,详细介绍了其结构及工作机理,并对偏梯扣加止扭台肩套管的受力进行了计算分析,结果证明套管丝扣强度完全满足安全钻井的要求。室内检测和7口井的现场试验结果表明,转盘钻井条件下套管钻井管柱连接技术能满足现场使用要求。     

油井钻杆-套管摩擦磨损试验机的研制

随着定向井、水平井、深井所占的比例增大,造成钻杆与套管磨损严重,摩擦阻力大,甚至发生卡钻事故,因此对钻杆与套管的摩擦磨损试验研究提出了更高要求,而插销式试验机不能有效地模拟现场工况,为此,研制了MZM—500型油井钻杆-套管摩擦磨损试验机。通过选择钻杆、套管、钻井液、温度等参数的不同组合对钻杆外壁沿套管内壁的摩擦旋转进行了有效模拟,该机能够实时显示正压力、摩擦因数、磨损量、温度等试验数据。应用表明,该机工作平稳、振动小、转速恒定,与设定值相同,钻井液温度与温度调控系统一致,取得了良好的试验效果。     

W22区块油井管杆腐蚀偏磨治理技术

针对中原油田Ｗ２２区块油井管杆腐蚀偏磨,停产待检修井增多等问题,经过检修井起出的管杆检查和油井产出水水质监测分析,认识到油井产出水水质监测分析,认识到油管杆被腐蚀偏磨,一是产出水有盐酸溶液的强腐蚀性;二是井身倾斜,形成偏磨;三是缝隙腐蚀和冲蚀综合作用等。     

钢质连续抽油杆在低渗透油田的应用

在低渗透油藏中,往往需要采用深抽甚至超深抽工艺开采,而目前普通抽油杆不能完全适应工艺的需要。对 钢质连续抽油杆性能进行了分析,重点介绍了钢质连续抽油杆深抽、防偏磨和提高泵效等特性。现场应用证明,在 低渗透油田采用钢质连续抽油杆能加深泵挂,减轻管杆偏磨,不同程度地提高泵效,延长油井检泵周期。     

宽电压输入范围的自动垂直钻井系统电源模块设计

针对石油行业井下自动垂直钻井系统三相钻杆式发电机电压输出范围较大的问题,给出了一种优化垂钻系统电源模块的设计方法,使电源模块既能适应较宽的电压输入范围,又能基本满足井下高温环境工作要求。     

套管外补贴工艺实践认识

套管外补贴工艺从井内原套管柱外部进行回接和密封,不损失原套管串的内径,对后续作业不造成影响;同时不同尺寸和压力等级的补贴器,可以满足不同井身结构、不同钻井平台的需要。文章通过对套管外补贴工艺与特点的介绍及对套管外补贴工艺实施步骤的阐述,提供了今后类似套管复杂情况处理的借鉴和参考。通过对南海西部两个应用实例的介绍,表明套管外补贴工艺能够有效的解决套管下不到位或井口故障等问题。     

斜井油管防偏磨技术及其应用

介绍了斜井有杆泵采油系统在生产中存在的问题及解决方法。着重阐述了在斜井上采用有杆泵开采时,系统杆管优化设计的力学模型和数学模型,使设计与现场实际应用的符合率达90%以上。研制了旋转式采油井口、旋转式油管扶正器及万向抽油杆扶正器等防偏磨工具,有效地防止了油管的偏磨现象。现场应用情况表明,该项技术的应用为用户带来了显著的经济效益。     

非均匀地应力条件下磨损位置对套管应力的影响研究

深井、超深井、大斜度井、大位移井等高难度井逐渐普及，其钻柱工作时间的延长以及井眼轨迹的变化使得套管磨损问题日益突出，而磨损位置的不同会对套管强度降低的程度产生重要影响。为此，文章在充分考虑地应力非均匀性的基础上，建立了磨损后套管应力计算的有限元模型。计算结果表明，当磨损位置处于最小地应力方位时，磨损带来的套管应力增加和地应力非均匀性导致的套管应力非均匀分布得到了叠加，是最危险的情况。由于套管磨损位置带有一定的随机性，因此在设计套管强度时，应以磨损位置处于最小地应力方位为基准才是安全的。     

双效防磨技术在川西深井的应用

川西深井钻井中存在套管严重磨损的问题,给后续施工和气井安全生产带来了隐患。为了保护套管,分析了川西深井套管磨损的原因,制定了相应的防磨方案,由此形成了双效防磨技术,并在2口深井开展了现场应用。结果表明,该技术使用后能明显减少套管磨损率,降低摩阻,确保井筒承压能力达到施工要求,同时具有安全可靠、操作方便等特点,建议推广使用。