冲击旋转钻井工具的发展现状及应用研究

论述了冲击旋转钻进技术在石油钻探中应用的技术优势,探讨了冲击旋转钻井工具的发展现状及存在的问题;并根据射流式液动冲击器现场试验应用,阐述了影响冲击旋转钻进技术发展的主要问题,提出了提高冲击旋转钻井工具应用效果的几点看法。     

液动冲击器在川合148井的应用

利用液动冲击器进行旋冲钻井是在常规旋转钻井基础上发展起来的一种钻井新方法,它对于硬脆性岩石及可钻性差的地层可大幅度地提高机械钻速。介绍了液动冲击器的结构及工作原理,在川西地区合兴场构造川合148井下部中硬地层的应用表明,旋冲钻井可提高机械钻速20％以上,值得在该地区推广应用。     

古平1井设计井眼与实钻井眼井下钻具的摩阻力计算分析

在水平井钻井施工中,大斜度段(50°～80°)和水平段钻进时的机械钻速低及采用井下动力钻具进行调整工具面角困难的问题,至今没有得到充分解决.其中一个不可忽视的重要影响因素就是井下钻具与井壁之间的摩阻.文中采用国际通用的WellPlan软件对大庆油田的一口探井水平井-古平1井的设计井眼轨迹和实钻井眼轨迹参数,针对不同的井深,不同的钻具组合进行了相应的摩阻力计算,从而摸索出井下钻具组合的摩阻力变化规律,对古平1井及今后水平井施工有一定的指导作用.     

自动寻向旋转钻具钻进南海8600m大位移井

南海油田XJ24－3－A18井是1口井深8600m、水平位移7500m、垂深2740m的大位移井,当井深达到7000m以后,旋转钻井方式的井斜控制难度大,同时产生方位漂移,若改成滑动钻井方式,则钻进摩阻大,钻进难且机械钻速低;当钻进到6871m时,改变了钻具结构,下入了“Power Drive”旋转钻井导向工具。应用表明,钻进中钻井参变化不大,井斜和方位变化均匀、控制井斜和方位比较成功,不产生漂移、狗腿度低,机械钻速提高近10倍,经济效益显著,真正达到了安全、平稳、高效、低耗。     

液力旋转冲击器在江苏HX35井辉绿岩井段的使用与认识

液力旋转冲击器是一种新型辅助破岩工具,可显著提高硬脆性地层的机械钻速。在HX35井使用了液力旋转冲击器,共入井3次,累计进尺197.11m,累计工作时间116.67h,其中纯钻时间90.5h、循环时间16.17h。应用结果表明,在辉绿岩地层,提速效果达到23.33%,同时起到了减少钻头损伤、延长钻头寿命等方面的作用。     

井下动力钻具动力特性的分析和对比

定向井、水平井钻井工艺的飞速发展以及套管开窗侧钻修井技术的推广应用,对井下动力钻具的动力特性提出了各种不同的要求,利用M/n,M/L和Nb/Fwf等3个评价准数,分析对比了目前具有工业实用价值的3种井下动力钻具－螺杆钻具,涡轮钻具和电动钻具的动力特性,分析表明,累杆钻具具很高的M／n和M／L准数,从而保证了其动力持性的刚性,井下工作的稳定性和很强的造斜能力,多线螺杆钻具比单线螺杆钻具具有良好的动力特性,特别是当其运动比值i为5：6－9：10时,因而在钻定向井,水平井,深井,超深井,小井径井以及修井和其他特殊作业中具有强大的生命力。     

一种用于井下钻具旋转中动态方位测量的新方法

为了在井下钻具连续旋转过程中实时准确测量出重力工具面,介绍了石油钻探中描述井眼姿态的轨迹基本参数以及如何实现测量姿态参数的传感器基本原理,着重介绍了井眼姿态测量常用的定向传感器结构及所测量的参数,提出在旋转导向钻进中钻具连续旋转时动态重力工具面的测量方法,重点分析了利用矢量旋转的方法,从理论上推导计算磁工具面与重力工具面差角的过程,并通过试验的方法验证了算法的准确。该方法有效地克服了钻具连续旋转时传统测量实时重力工具面误差偏大的缺点,为实现旋转导向测控系统的自主研制和钻具连续旋转时工具面测量提供了一种测量方案。     

用井下闭环可变径稳定器控制大位移井的井眼轨迹方法研究

简要地介绍了可变径稳定器的结构及工作原理,在对带有可变经稳定器的钻具组合进行力学分析的基础上,着重论述了控制井眼轨迹的方法,该工具的解决我国大位移井,特别是滩海油气勘探,提高钻井机械钻速,降低钻井成本提供了一条有效的途径。     

液动冲击器功率传递理论分析及应用研究

运用波动理论分析了液动冲击器结构对能量传递的影响，室内模拟试验结果与波动理论分析计算结果有很高的吻合度。推导出了功率传递效率模型。以花岗岩和大理石为对象，分别求出了不同钻头的钻入系数和回弹系数。分析认为原设计液动冲击器功率传递机构不够合理，指导改进后的液动冲击器简化了结构、提高了强度，能量传递效率提高近30％，现场应用表明，改进后的液动冲击器在硬地层中可提高机械钻速30％以上。     

物探钻井气动冲击器的发展研究

冲旋钻井技术是一种新型、高效钻进硬地层的方法.本文论述了冲击旋转钻井技术在石油钻探中应用的技术优势,探讨了冲击旋转钻井工具的发展现状及存在的问题.阐述了影响冲击旋转钻井技术发展的主要因素,提出了气动冲击器用于物探钻井开发方面存在的问题和研究方向.     

自激振荡式旋转冲击钻井工具在大港板深19-64井的应用

自激振荡式旋转冲击钻井工具利用水力振荡元件产生的周期性机械冲击,通过钻头作用于岩石,使岩石的破坏强度相对降低,同时产生的水力脉动作用于井底,改善了井底岩石的受力状况,提高了岩屑的净化效果,从而有效提高了钻头的破岩效率。自激振荡式旋转冲击钻井工具采用优化的水力结构和高耐磨材料,性能可靠,对钻头和钻具结构没有特殊要求。板深19-64井使用JB-ZJXC-178型自激振荡式旋转冲击钻井工具钻进747 m,平均机械钻速9.05 m/h,比本井同地层马达钻具机械钻速提高90.12%,提速效果明显。     

液动旋冲钻井技术在青西地区的试验与应用

青西地区属山前构造带,地质构造复杂,特别是窟窿山逆掩推覆带老地层具有地层高陡、可钻性差等特点,导致该地区钻井速度慢、周期长,钻井成本居高不下。旋冲钻井技术是利用钻头的冲击动载和静压旋转的联合作用来破岩,其破岩方式决定了该项技术在硬地层钻进中具有破岩效率高、钻头寿命长、井眼规则的特点。为解决青西地区钻井速度慢与井斜控制难的技术难题,结合本地区现场钻探实际情况,通过采用液动冲击旋转钻井技术和对射流冲击器的改进与防空打机构的设计来大幅度加快逆掩推覆体地层的钻井速度,利用小钻压钻井来有效控制井斜。经现场多次试验应用,液动冲击旋转钻井的机械钻速比采用转盘钻井提高了31%以上,大幅度缩短了上部井段的钻井周期,同时有效地控制了推覆体地层的井斜,确保了井身质量合格,取得了理想的效果。     

状态监测与分析系统在大型机组中的应用

介绍了S8000大型旋转机械状态监测与分析系统在催化大机组中的应用及故障诊断。     

脉动式扭转冲击钻井工具工作特性分析与测试

为抑制PDC钻头钻进硬地层时的粘滑振动,设计了一种可以为PDC钻头提供周向冲击载荷的脉动式扭转冲击钻井工具,并在介绍其结构设计和分析其工作原理的基础上,建立了计算其周向扭矩、直井工况下冲击功的数学模型,通过算例分析了其工作特性。分析结果表明:脉动式扭转冲击钻井工具的周向扭矩随排量增大而增大,随节流喷嘴直径增大而减小;在直井中的冲击功随钻柱扭矩和扭转角度增加而增大,随钻压增大而减小。脉动式扭转冲击钻井工具样机性能室内测试结果表明,该钻井工具能实现高频扭转冲击,且其工作频率、周向腔体压差和周向扭矩均随排量增大而增大。研究和测试结果表明,脉动式扭转冲击钻井工具的结构设计合理,能够为PDC钻头提供周期性扭转冲击载荷,抑制PDC钻头的粘滑振动。