工欲善其事必先利其器——崭露头角的新型钻头

钻头——石油工人再熟悉不过的“利器”．它是打开地球深部奥秘之窗的有力工具。在油气钻井过程中，钻头的损耗也是巨大的一有时几个小时的钻探就会损失一个价值数万美元的钻头！所以在石油工业中．对钻头的研究一直是人们探索的主要工作领域之一。石油钻探已经历了一个多世纪．一些人认为钻头革新已趋于稳定水平——但事实并非如此。     

复合冲击破岩钻井新技术

针对传统旋冲钻井和扭冲钻井在钻头的匹配性及地层的适应性方面存在的局限性,结合高效钻井技术发展趋势,提出了复合冲击破岩钻井新技术,并开发了可实现扭向反转冲击联合轴向脉动冲击的新型复合冲击钻具。该钻具可将流体的液压能转换成工具扭向和轴向交替的高频冲击机械能并直接传递给钻头,给钻头施加周期性的低幅高频复合式冲击,在不需要改变任何设备的前提下提高破岩效率。在介绍复合冲击破岩钻井新技术破岩原理的基础上,详细介绍了复合冲击钻具的结构和工作原理、影响破岩效率的关键参数等。新型复合冲击破岩钻井新技术,可真正实现“立体破岩”,从而提高机械钻速和井身质量。      

新型智能钻头的设计

介绍了智能钻头和它的最新进展,并详细介绍了一种新型智能钻头的设计原理和设计方法.该钻头系统由部分组成:传感器测量部分,计算机数据处理和存储部分,电源供给部分和通讯控制部分.它可以完成许多智能钻井的工作.对智能钻头在21世纪钻井工程中的应用前景进行了分析和预测.     

脉冲空化射流钻井技术

伴随着石油工业实施油气勘探开发,今后石油钻井深度会越来越深,深井比例也会增加,岩石愈来愈硬,如何提高深井钻井速度将成为钻井界研究的重要课题之一.水力脉冲空化射流钻井是在钻井过程中利用水力脉冲空化射流发生器增强钻头喷嘴射流的作用,用以提高钻井速度的一种新技术.     

简易套管钻井技术及专用配套工具研究

根据国内陆上油田钻井装备的实际状况，本着降低钻井成本的目的，研究出了采用转盘驱动的适用于陆上油田浅开发井的简易套管钻井技术及其配套工具。该技术可满足一只钻头钻至设计井深、中途不更换钻头的要求，而且对钻机无特殊要求，可实现对油层段的裸眼测井。在吉林油田8口井的现场试验结果表明，与常规钻井技术相比，简易套管钻井技术能够提高机械钻速，缩短建井周期，降低钻井成本，有效保护油气层，具有良好的推广应用前景。详细介绍了简易套管钻井技术的施工工艺和专用配套工具的结构、原理及现场试验情况。     

激光钻头

自20世纪早期旋转钻井代替顿钻钻井以来,钻井工业就发生了革命性的变化。然而,随着新技术的出现,应该研究一些更有效的钻井方法。本文描述了在当前钻井技术基础上激光钻井作为钻井方法的可能性,谈到了激光钻头的设计和操作。这个标新立异的钻头能够减少钻井时间,提高钻井效率。激光技术将会用于现在的钻井中,并且还对激光钻头的优缺点进行了高度概括。     

中长喷嘴在大港油田推广应用效果

由于中长喷嘴比普通喷嘴一股长32mm，所以中长咳喘出口到井底的能量损耗也下降。以215.9mm钻头为例，使用中长喷嘴可使井底射流水功率提高28.36％，井底射流动压力提高44．26％，最大冲击压力梯度提高73．26％。由此可见，使用中长喷嘴可在不增加地面机泵动率的条件下达到提高钻井速度和降低钻井成本的目的。一、中长喷嘴应用统计1994年大港油田钻井工程公司推广中长咳喘钻头585只，占三牙轮钻头使用总数的引％。中长咳喘钻头平均进尺302．43m，普通喷明钻头平均进尺248．86m，在同地层、同类型估头条件下，前者比后者平均进尺提高21．53％…     

国外小井眼钻井设备及工艺技术的新进展

发展和应用小井眼技术的主要目的是降低钻井成本,90年代以来,小井眼钻井技术已成为国外发展经济钻井技术的热点之一,通过10多年的发展,小井眼钻井设备及关键技术已取得了长足进步,文中着重介绍国外公司在小井眼钻井设备以及在钻头,井下工具和井控等方面的技术进步。     

井下冲击钻井工具模拟试验装置研制

为了研究井下冲击钻井工具的工作参数对钻头破岩效率的影响规律,研制了井下冲击钻井工具模拟试验系统.该系统主要由钻采工具多功能试验机、动力水龙头、冲击钻井工具模拟装置、钻具、模拟井筒、试验介质循环系统、测控系统等组成.通过钻进岩样试验,分析钻压、冲击频率、冲击幅值、冲击力等参数对钻头破岩效率的影响.为优化冲击钻井工具提供试...     

自激振荡式旋转冲击钻井工具在大港油田的应用

自激振荡式旋转冲击钻井工具是安装于钻头与钻铤之间.钻井液流经该工具的自激振荡器产生低幅高频机械冲击力传递至钻头,提高钻头破岩效果;同时钻井液高速流经振荡器所产生的脉冲射流作用于井底,改善井底岩石的受力状况和井底流场,强化清洗效果,从而有效提高钻头的破岩效率.自激振荡式旋转冲击钻井工具在大港油田共进行了7口井试验,试验井段机械钻速提高20.57％一132.63％,为中深层钻井提速开辟了新途径.     

第二代机器人控制的钻井系统

已开发出来的第二代旋转可转向钻井工具的操作原理是 ,一根可弯曲的杆以与杆弯曲方向相反的方向指向钻头。这种倾斜作用与其他旋转可转向装置的概念不同 ,它是横向推动钻头来改变井眼轨迹。将这种倾斜作用与加长保径钻头技术结合在一起 ,提供了最大扭矩和最有效减阻 ,同时减少了振动并改善了井眼的清洁度。该工具用一个抗旋转卡箍作为固定高边校准器 ,使钻头保持倾斜 ,且工具面控制能消除扭矩。此外 ,工具面控制速度很快 ,可以轻易地跟上较慢的抗旋转卡箍的滚动。“导向”系统与现有的随钻测量 (MWD)系统结合起来可以在地面用双向通信系统…     

钻头地震技术改进钻井数据

钻头地震技术使人们得以在钻井的同时，连续监测不同深度的地震时间，从而作出有关钻头距关键地层距离的决策，保证钻井作业的安全。介绍钻头地震技术的工作原理，并展望钻头地震技术的发展前景。     

新一代钻测井工具问世

6月7日,斯伦贝谢通过产品发布会,宣布其新一代钻井测量工具——Scope★系列产品问世,这标志着该公司在钻井测量领域又向前迈进了一大步。该系列产品意在解决石油工业目前在地层评价、地质导向和优化钻井等方面所面临的难题。     

哈山3井火成岩地层快速钻井技术

为解决准噶尔盆地火成岩地层岩石坚硬、可钻性差、井斜问题突出等技术难点,进行了火成岩地层“PDC钻头+扭转冲击工具”复合钻井技术研究。针对火成岩地层岩性特点和钻井技术难点,通过研制具有较强耐磨性的φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头,与适合PDC钻头机械剪切破岩机理的SLTIT型扭转冲击工具配合形成了“高效PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”复合钻井技术,并在哈山3井火成岩地层取得了较好的应用效果。现场应用发现,“φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”一次入井连续工作649 h,单趟钻进尺457.50 m,平均机械钻速1.0 m/h,行程钻速0.7 m/h,与相邻上部火成岩井段相比,至少节约了11趟起下钻的时间与钻头费用;同时井斜角由入井前的4.2°（井深2 882.00 m）降至1.2°（井深3 310.00 m）,纠斜效果明显。现场应用表明,“φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”复合钻井技术是实现准噶尔盆地火成岩地层优快钻井的一种有效技术手段。      

PDC钻头内镶式二级齿新技术

PDC钻头不适宜钻硬地层,尤其是高强度、高研磨性的砾石层,因为在极其恶劣的工作条件下,PDC齿的冲击破损严重,热磨损及磨料磨损往往同时存在,齿的磨损速度快,钻头的工作寿命急剧缩短.研究了一种新的PDC钻头技术--内镶式二级齿技术,可以使PDC钻头在极限应用条件下的持续破岩能力显著增强.内镶式二级齿是在常规的切削结构基础上增加的后备PDC切削结构,二级齿位于主切削齿的上方,除金刚石表面外,齿的其他部分全部隐藏在胎体内部,为负出露切削齿.主切削齿和二级齿相组合,构成了可连续接替切削岩石的复合切削结构.在主切削齿的切削破岩能力丧失或接近丧失时,二级齿开始工作,显著增加了钻头的工作寿命.新技术应用于渤海LD油田钻底砾岩,提高了钻井时效,降低了钻井成本.     

发展中的我国电磁随钻测量技术

钻井工程无疑是石油工业中采用先进技术思想．实施最新科技最活跃的领域．近年来．气体钻井技术因能更有利于发现和保护油气层,能大幅度提高机械钻速和钻头使用寿命,为复杂地层油气勘探开发提供了新的工程技术手段而颇受重视。可喜的是这项技术在我国呈迅猛发展态势,形成了空气钻井、雾化钻井、泡沫钻井、氮气钻井、天然气钻井、柴油机尾气钻井、充气钻井的配套装备和工艺技术,具备了3500m井深的气体钻井能力。     

衡转矩钻井工具研制

PDC钻头在难钻地层钻进时有“憋跳钻”现象严重、钻头机械钻速低、单只钻头进尺低等问题。研制了一种衡转矩钻井工具,该工具采用弹簧+螺旋导向机构的机械传动方式,实时存储、释放钻井转矩能量; 通过对钻头的破岩能量实时优化,实现了钻井转矩波动的“消峰填谷”,平稳钻进。试验结果表明,衡转矩钻井工具设计合理、性能可靠,可满足直井和定向井工程需求,能够有效减少钻井转矩波动、提高钻头进尺及机械钻速。     

单牙轮钻头的应用前景

单牙轮钻头的应用前景喻开安，杨世良，邓嵘（西南石油学院）现代钻井工艺对钻头的要求为加速我国油气资源的开发，特别是深部、海洋和复杂油气藏的勘探和开发，需要采用新的钻井工艺和钻井工具。除了应提高钻头性能和可靠性、延长钻头工作寿命外，新的勘探任务和钻井技术...     

钻头设计——改进性能的关键

通过对钻头的材料选择，机械设计，水力设计等项指标认真细致的对比分析，介绍了新型钻头表面强化材料的开发以及新型钻头机械和水力结构设计的特点，指出了钻头设计是改进性能关键。     

钻井用液动冲击器技术研究进展及应用对比

论述了提高钻井速度的意义和方法。按照冲击力的方向可把液动冲击器分为轴向冲击器和扭力冲击器,介绍了该技术的研究进展。指出扭力冲击器是提高深部硬地层钻井速度的有效工具,具有广泛的应用前景。针对现场出现的问题,提出应开展对扭力冲击钻井配套PDC钻头的研究、加强对扭力冲击工具内表面处理的研究、开展扭力冲击钻井破岩机理的研究。