随钻震击器接头断裂分析及改进措施

随钻震击器是一种重要的井下解卡工具,由于其工作环境恶劣、受力状态复杂,震击器接头容易发生断裂。为提高产品质量,延长接头的使用寿命,减少断裂事故的发生,需要对接头断裂原因进行分析并实施相应的改进。针对一起随钻震击器上接头的断裂事故,采用试验与理论相结合的方法进行断裂原因分析。对接头进行了宏观分析、尺寸测量、无损检测、材质理化性能检验（包括化学成分、力学性能和金相组织）。对钻具组合进行了重点分析,并对随钻震击器上接头和转换接头的弯曲强度比进行详细计算。结果表明随钻震击器上接头发生断裂的原因是由于钻具组合不合理以及随钻震击器上接头和转换接头的匹配不当导致的疲劳断裂,材料冲击韧性低进一步缩短了疲劳寿命,最后提出了改进措施并取得了较好的效果。     

随钻震击器震击载荷计算及安放位置选择

针对震击器的结构、震击过程、影响震击力的因素等方面对震击器的性能进行研究和分析,综合考虑震击器作用过程中钻柱的摩阻、重力以及不同的下部钻具组合结构对震击器震击效果的影响。建立了随钻震击器安放位置优化设计模型,可根据震击载荷对使用随钻震击器或打捞震击器安放位置进行设计。分析结果可对随钻震击器的工程实际应用与设计提供参考。     

随钻震击器筒体连接螺纹失效分析及改进

某钻井队在新疆准格尔盆地区块进行钻井作业过程中,连续发生2起203 mm(8英寸)随钻震击器筒体相同部位的连接螺纹断裂事故。对零件材质及断口进行了宏观分析,排除了材质和加工原因;对失效连接螺纹进行了强度校核及改进。改进后的随钻震击器已成功震击解卡多次,完全满足该地层岩性钻井的需要。     

整体机械式随钻震击器研制及应用

基于机械摩擦原理,以卡瓦与卡瓦心轴组成的锁紧机构为核心,集上击、复位、下击功能于一体,研制了整体机械式随钻震击器。现场应用表明,该震击器与钻具组合连接,可解除钻进和起下钻遇到的各类阻卡。     

随钻震击器断裂事故分析及预防

随钻震击器在井下要承受较大的弯曲、扭转、压缩和冲击等载荷,工作条件非常恶劣。本文对英7井和塔东1井两起随钻震击器冲管体断裂事故进行了断口、金相、化学成份分析和机械性能试验,认为是脆性断裂。其主要原因是材料韧性太差,冲击功仅12J;结构不合理,导致应力集中所致。作者提出,对随钻震击器的生产,有关技术部门应进行技术认可,并对产品进行质量监督。     

随钻震击器安放位置优化设计

在钻井施工作业中,为了有效地预防钻柱卡钻,常常需要在钻柱的某一部位安装随钻震击器。随钻震击器安放位置的不同,将极大地影响着震击效果。现文结合随钻震击器的震击原理,综合考虑震击作用中钻柱的摩阻、钻柱的重力以及不同的下部钻具组合结构的影响,建立了随钻震击器安放位置优化设计模型。实例计算表明,该模型实用有效,可用于定向井、水平井和大位移井中随钻震击器安放位置的优化设计。     

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。     

随钻震击器及减震器失效分析与解决方案

针对常规震击器、减震器在空气钻井中应用时暴露出的产品表面腐蚀严重以及密封形式不适宜等问题,详细分析了失效机理,并从产品整体预防腐蚀及疲劳断裂、流线形结构设计、特殊表面处理工艺、密封材料和结构优化设计、整体功能原理设计等方面设计出适用于欠平衡空气钻井的全机械式空气随钻震击器、减震器。现场应用表明,空气随钻震击器比常规产品表现出更耐高温、更耐腐蚀的特点,适用于空气钻井。     

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。     

关于随钻震击器的研究

现文在Ｓｋｅｅｍ理论基础上，对随钻震击器在震击作业期间产生的震击力、冲量和卡点位移进行了详细的计算，为震击作业期间根据实际情况调节震击器的过拉力提供依据。文内还详细地分析了多种因素的影响关系，为钻柱设计时确定震击器的安放位置提供素材。     

用于斜井轨迹定向钻进的无角差定位接头

随着侧钻井、定向井、水平井等斜井钻井工艺的发展,原有的定位接头结构给随钻施工带来了许多不便和危险。针对这种情况,在原有定向接头的基础上,研制出用于斜井轨迹定向钻进的无角差定位接头,即对原接头的活塞和主体加以改进,采用花键式活塞配合结构,克服了原定位接头的不足。该接头在施工中拆装灵活,螺杆或工具弯方校正后具有径向自锁和密封功能,随钻数据输入时无需校正角差值。12井次的现场应用表明,使用无角差定位接头的一次定向成功率100%,并且大大降低了随钻施工的难度。     

地面可调螺杆钻具的研制

在定向井、大斜度井、水平井等特殊工艺井中,为优化井身质量,不同井段的造斜率可能会不同。而常规的弯螺杆钻具的弯角是固定的,为减少弯螺杆钻具的配备数量,设计了一种可分级调整弯度的螺杆钻具。该螺杆钻具的调弯机构由中间接头、调节花键套和弯母扣下壳体组成,可使一根钻具能得到0°-3°内13个不同的弯度。设计了一种适合地面可调螺杆钻具的球型万向轴,该万向轴采用分体式球型万向摆动的万向节和全密封式结构,克服了花瓣式万向轴的缺点,延长了螺杆钻具的使用寿命。     

在井架/底座/基础/地基的系统中研究井架和底座

本文提出了在井架/底座/基础/地基四者共同工作的整体系统中研究井架和底座的观点,并据此观点系统地研究了井架和底座的静力计算理论:在结构有限元计算理论的基础上,用文克尔和有限压缩层两种地基模型进行地基的沉陷计算;对各种类型的基础进行了简化处理;最后,通过采用逐次逼近的迭代法,给出了接近实际工况的井架,底座系统计算方法.本文根据研究的理论,编制了系统分析井架、底座的专用程序,进行了实例计算,并与过去计算方法所得的结果进行了对比分析,得出了对设计和研究具有重要参考价值的结论.     

国外致密气藏钻完井技术现状与启示

目前非常规气藏尤其是致密气藏的开发在国内外受到普遍关注,国外在致密气藏钻井、完井、压裂等方面形成一系列配套技术,其成功的开发实践将为中国致密气藏开采提供宝贵的经验。在系统调研并分析国外致密气藏钻完井及配套技术的基础上,借鉴国外致密气藏的开发经验,得出以下几点启示:一是综合应用小井眼、快速钻井等技术降低成本,减小费用;二是储层及环境保护须贯穿致密气藏钻完井过程的始终;三是水平井、多分支井技术有助于提高油藏接触面积,提高单井产量及采收率;四是气藏描述技术有助于研发有针对性的钻完井技术。上述分析研究结论将对中国致密气藏钻完井技术起到有效地推动作用。     

影响PDC钻头钻进的因素分析

采用典型的相关分析方法,利用实际钻进资料对PDC钻头钻进过程进行了系统分析,分别以一般情形、同一地层类型、同地层和同钻头类型进行了相关分析计算,并进行了相关系数检验。由检验结果知,所做3个典型相关分析,均为第一组变量的典型相关系数大于X2检验临界值,即只有第一组典型变量有实际意义,而第二组典型变量无实际意义。分析表明:影响PDC钻头钻进过程的关键因素是钻头与地层的匹配,钻井液密度已成为影响PDC钻头钻进效果的关键措施,这一点与牙轮钻头相反。PDC钻头在正常情况下后损,只与钻头结构本身及地层性质有关,而与钻进措施无关。     

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��In this paper,three areas are choosed for the directional filtering count. According to its result,the structural analysis is done,the buried structures and faults are predicted and the advantageous drilling positions are analysed. Compared with gas wells and checked by drilling,the high and axial line of the filtering structure and the stacked position of two groups of positive structures are fractured and beneficial to the oil and gas accumulation. The research shows that by use of the directional filtering method,a means for the multiple structure analysis and the disposition of wells in fractured gas reservoir has been added.     

深水井气侵在不同类型钻井液中运动特征

深水井钻井液密度窗口一般小于0.06 g/cm3,压井过程中容易压漏地层,研究气体在不同钻井液类型中的运动规律有利于正确及时处理井控。通过对多相流的理论研究和计算,采用2 口井的钻井液和实钻数据,结合Drillbench 软件进行校核,得出了气体在不同钻井液类型中的运动特性;通过研究得出,天然气在水基钻井液中内部表现为气体滑脱和膨胀,长时间的关井会导致压破上层套管鞋;而在油基或者合成基钻井液中,则表现为气体溶解进其中,气体达到泡点压力后再次脱出;而在溢流发现难度上,水基钻井液相对容易发现,而油基钻井液由于气体溶解到钻井液内,溢流不易被发现。研究结果为深水井设计和现场安全处理井控事件奠定理论基础。     

控压钻井系统特性分析与关键工艺实现方法

在系统总结和对比分析国外控压钻井装备特点和技术特征后,重点介绍了国内首台PCDS-I精细控压钻井系统研制进展,阐述了装备结构组成和功能特点,同时开发了一套控压钻井钻进、接单根、重浆压井和起下钻等控压关键工艺实现方法。现场应用表明,该工艺方法动态压力控制精度高,钻进过程系统回压控制精度达到0.2 MPa,接单根、起下钻过程系统回压控制精度达到0.5 MPa,能满足现场控压作业要求。     

钻进过程的系统分析

过去人们研究各种因素对钻进过程的影响时,通常都采用单因素分析法,这样便忽视了各因素之间的相互影响及其综合效应,具有一定的片面性。为此,本文采用典型相关分析的方法,利用实钻资料全面地对钻进过程进行了系统分析,得到多因素下各因素对钻进过程的影响程度,对于指导现场施工具有一定的价值。