KXS203井口设备偏磨原因分析

KXS203井在钻井过程中井架底座基础非均匀下沉,套管头和防磨套严重偏磨,随后套管柱试压发生了泄漏。为了搞清该井井口设备偏磨原因,防止此类事故再次发生,对该井井口设备和钻杆磨损情况进行了研究,对井架基础下沉造成的井口偏心程度进行了分析计算,并从钻杆接头与井口设备尺寸匹配、井口偏心、防磨套及顶丝性能、钻柱旋转和起下钻、钻柱转速等方面对井口设备偏磨影响因素进行了分析。认为井口设备与井架基础下沉、钻杆接头与井口设备尺寸匹配、井口偏心、防磨套及顶丝性能、钻柱旋转和起下钻、钻柱转速等对井口设备偏磨等有关,但该井井口设备偏磨主要原因与井口偏心和防磨套失效有关。提出了防止井口设备偏磨的建议。     

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。     

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川东高陡构造上部地层倾角较大 (最高达 85°) ,其大倾角地层铅垂厚度一般在 15 0 0～ 2 5 0 0m ,岩性以泥页岩为主 ,该段钻井井斜控制难度大、钻井速度低。针对这一钻井难点 ,开展了钟摆钻具、偏轴接头、钟摆钻具带偏轴接头等防斜钻具结构的研究试验和对比 ,钟摆钻具带偏轴接头钻具结构在井斜控制相当的条件下钻压较其它防斜钻具结构有较大提高。通过在天东 85等井试验钟摆钻具带偏轴接头钻具结构取得了显著的经济技术效益。     

水下井口套管悬挂器偏磨事故预防技术

为了防止半潜式钻机施工过程中水下井口套管悬挂器及其连接短节发生偏磨,破坏油气井的完整性,以海上高温高压探井M井钻井过程中?273.1 mm套管悬挂器及其连接短节发生严重偏磨事故为例,分析了作业时海况、钻井平台偏离井口的程度、隔水管挠性接头是否扭卡和套管悬挂器耐磨补心的内径等可能造成套管悬挂器偏磨的因素,结合有限元软件计算结果,提出了以精确监测钻井平台偏离井口程度和选用与套管内径一致的套管悬挂器耐磨补心为主的预防技术措施。M井填井侧钻及后续的11口井进行钻修井、弃井作业时,4台半潜式钻井平台在施工中严格采取相应的预防技术措施,套管悬挂器及连接短节未发生明显偏磨。现场应用表明,预防技术能够有效保护水下井口套挂悬挂器,保证油气井的完整性。      

大斜度井偏磨治理技术在桩西油田的应用

近几年桩西油田大斜度井数量增加较快,但开发过程中大斜度井杆管偏磨严重,为此开展了偏磨治理技术研究应用,通过应用小泵深抽井、大泵提海井、常规排量井防偏磨技术及配套工艺钻井,偏磨治理效果明显.     

青西油田巨厚推覆体防斜打快技术

青西油田志留系推覆体厚度迭1 500-4 000 m,可钻性级值在7～9级,地层倾角高达37～75°,严重的井斜使得井壁极易跨塌.为了解决井斜超标、机械钻速慢的难题,试验和应用了高刚性强钟摆钻具防斜、偏轴接头、牙轮钻头复合钻井、MWD复合导向钻井、空气(充气)钻井及Power V垂直钻井等技术,提高了钻井速度,保证了井身质量和井下安全.     

逆掩推覆体防斜打快钻具组合探索与认识

逆掩推覆体地层具有斜、硬、跳、磨、变等特点,常规的钟摆降斜钻具既不能使用大钻压加快钻井速度,又不能有效地控制井斜,在坚硬的地层中只能轻压吊打,严重制约了钻井速度,增加了钻探成本。为加快窿9井在逆掩推覆体地层中的钻进速度、控制井斜,探索性地应用了多稳定器稳斜钻具和MWD +导向钻具、偏轴钻具和悬浮钻井,结果表明,3种钻具组合都能够达到解放钻压,提高机械钻速的目的,但控制井斜的效果不太理想。分析了井斜控制不理想的原因,提出了利用地层自然造斜规律,通过钻定向井来解决逆掩推覆体地层钻井速度慢的难题。     

抽油井防偏磨配套技术应用效果分析

孤东采油厂主要上产阵地和新建产能块主要分布在滩海地区,目前采油厂抽油井中斜井比例越来越大,且井斜角大(大于65度),造斜点高(在190-500米左右),易出现杆管磨损严重、检泵周期短、泵效低等问题。偏磨井治理工作主要以斜井防偏磨为主,同时,兼顾直井深抽偏磨现象及井液腐蚀偏磨现象的治理。根据油井的具体偏磨情况,制订了多种防偏磨治理模式,采用尼龙扶正器、抗磨副、连续杆、内衬油管的分级治理方式。到2015年底,共治理偏磨井218井次,平均检泵周期延长98天,取得了较好经济和社会效益。     

套管磨损防护技术应用研究

在大斜度井及大位移井钻井过程中,钻柱摩阻过大,常常导致送钻困难、顶驱能力超限、钻柱和套管磨损严重等复杂情况,给正常的钻井作业和完井作业带来很大困难。从套管磨损机理分析入手,研究了造成钻柱摩阻增大的主要因素。对各种方案和工具进行对比分析,重点阐述了几种用于减少钻柱摩阻的井下工具的工作原理及其使用条件,指出在大斜度井施工过程中使用减磨接头,能够大大降低钻柱的摩阻和扭矩。现场应用表明,在大斜度试验井施工作业过程中,使用井下减磨工具在钻井过程中可将钻柱扭矩降低10%~30%,减磨效果良好。井下防磨工具在防治大斜度井和大位移井套管磨损方面具有很好的效果和广阔的应用前景。     

气体钻井钻铤磨损后的安全性分析

气体钻井中,由于缺少钻井液润滑,钻铤与井壁容易发生剧烈摩擦碰撞,导致钻铤快速磨损,严重时造成钻具失效。首先,分析了钻铤磨损形貌,发现主要有均匀磨损、一侧偏磨和两侧偏磨3种情况。然后,针对气体钻井钻铤磨损较为严重的问题,基于川东北地区LJ-1井NC61-90钻铤磨损失效数据和剩余强度、剩余强度率、强度校核、安全系数方法,建立了磨损后钻铤的有限元模型,对钻铤均匀磨损、一侧偏磨和两侧偏磨后的剩余强度、剩余强度率和安全系数进行了计算分析。结果表明:钻铤磨损后剩余强度降低较快,磨损较严重钻铤的强度和安全系数较低,其原因为磨损钻铤壁厚局部变薄,且在钻井过程中承受非均匀载荷。建议气体钻井采用低转速的空气锤钻井工艺,也可适当使用气体钻井专用稳定器,并加强对磨损钻铤的管理。      

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,     

调整泥浆体系,川中金华镇构造钻井速度大幅度提高

金华镇构造上部重庆群泥岩厚达2300米左右,蒙脱石含量高,极易水化膨胀,发生缩颈故障。钻具上提遇卡,下放遇阻,山于机械碰撞,井壁剥落掉块,停钻转盘就打倒车,甚至有时发生卡钻事故,严重地影响了钻井速度。1983年以来在构造条件、钻机、井身结构、钻井参数大致相同的情况下,采用了多聚物泥浆体系和加强泥浆净化,使钻井速度大幅度提高。金23片钻井月速1488米,钻完井深2485米,钻井周期40天。其他如金33井、金19井、金13井、金21井、金28井均达到新的水平,较之用聚丙烯酰胺-钾钠水破璃钻井的金11井和用聚     

微偏轴接头防斜研究

通过理论和实践对微偏轴接头这一新的防斜工具进行了研究，在偏轴距大小、钻具结构、钻头侧向力、钻具寿命方面提供了应用上的参考依据。开发了微偏轴接头防斜打直技术，并且经过多半年的现场实验，证明了微偏轴接头防斜技术是一种有效的防止井斜的钻井技术。     

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     

长庆油田大斜度井偏磨机理

长庆油田现有大斜度井6 800口,占总采油井数的20％以上.该类井的斜度大,井眼轨迹复杂,存在严重管杆偏磨问题,导致管杆更换频繁,采油时率低.大斜度井的偏磨多发生在泵体以上和造斜点附近有限距离内,油井越深偏磨越严重,一般抽油杆接箍比本体偏磨严重,当含水超过一定数值后检泵次数显著增加 大斜度井偏磨的主要影响因素包括:井身结构因素,由于井眼轨迹复杂,“拐点”多,必然导致偏磨;力的因素,从大斜度井抽油杆“拐点”处的受力分析可知,不论是上冲程还是下冲程,“拐点”处都存在一个水平分力(接触压力),水平力越大,偏磨越严重;腐蚀的因素,腐蚀和磨损之间存在协同作用,两者结合会加速管杆失效.     

防斜打快技术在胜利油田深井钻井中的应用

针对胜利油田渤南、车西、大北等区块断层复杂,地层倾角大,特别容易井斜的特点,利用带偏轴接头的小钟摆防斜钻具组合和柔性钟摆钻具组合,分别采用轻压吊打纠斜、加压钻进防斜两种模式防斜,并用机械式无线随钻测斜仪随钻监测井斜,根据井斜变化随时调整钻井参数,形成一套适合该区块的防斜打快配套技术,现场实施应用后,钻井速度大幅度提高,效果很好。     

双偏防斜钻具在准噶尔盆地西北缘断层井的成功应用

井斜是钻井工作中一个较为普遍的问题,它直接影响着钻井井身质量和钻井速度。双偏防斜钻具组合是一种新的防斜钻具,它克服了常规防斜钻具组合（诸如塔式钻具组合、钟摆钻具组合）所具有的轻压慢钻、以牺牲钻井速度来保证井身质量的“缺点”。文中分析了双偏轴钻具的结构及工作原理,并优选了技术参数。文中所研究设计的双偏轴钻具组合,在准噶尔盆地西北缘断层井进行了现场试验和应用,取得了比较好的效果,既保证了钻井井身质量,又保持了较高的机械钻速,值得在同类地层中进行推广使用。     

粒子冲击钻井钻具冲蚀磨损研究

粒子冲击钻井技术是一种用于解决石油天然气深井硬地层钻井钻速慢和成本高的问题。该技术利用钻井液的水力能量携带的圆形钢粒以极高的速度冲击破碎岩石,钻井液所携带的钢粒会对钻具产生冲蚀磨损,尤其是在管径变化和管道弯曲处,钢粒对管壁的冲蚀磨损会导致钻具安全性降低,保障粒子冲击钻井安全作业是粒子冲击钻井技术研究的重要内容。为此,分析了影响钻具冲蚀磨损的因素,结合粒子钻井现场实际,研制出一种用于地面模拟粒子冲击钻井中钻具冲蚀磨损的实验装置,根据粒子冲击钻井实验提出,对较易磨损的弯接头、冲 管、滤芯三通、鹅颈管等部件要进行镀镍防磨、耐磨处理。以确保粒子冲击钻井的安全。     

旋转式防磨减扭接头的研制

在井斜角或方位角变化大、井眼缩径以及钻具绕井眼轴线公转的情况下,钻具与井壁之间磨损严重,并使钻具产生巨大的反扭矩。研制了旋转式防磨减扭接头,钻井时将该工具接于钻具组合中,既防止钻具与井壁之间的磨损,又减小钻具承受的反扭矩,现场应用效果良好。     

彩南油田抽油杆偏磨机理和防治研究

一般认为影响抽油杆偏磨主要有三大因素:一是井斜;二是柱塞下行阻力;三是底部油管屈曲.通过应用摩擦强度的概念对这三大因素的分析发现,井眼轨迹的弯曲、底部油管屈曲是抽油杆偏磨的主要因素,井斜、柱塞的下行阻力所引起的偏磨并不严重.对彩南油田抽油杆偏磨情况分析后,得到如下主要结论:在弯曲井段,全角变化率越大,杆管摩擦强度越严重.在斜直井段,当井斜角大于4度时,需要考虑安放抽油杆扶正器;在大间隙柱塞副、低粘度井液、小泵径的油井工况下,柱塞的下行阻力并非是抽油杆偏磨的主要原因;上冲程在柱塞拉动下,底部油管发生屈曲,由此形成的杆管之间的摩擦强度较为严重.