水平定向钻首次用于管道穿越长江工程

采用水平定向钻技术,将直径为406.4 mm的输油管道穿过长江,尚属首次。其地层软、距离长、江面通航频繁等情况,对水平定向钻的控向、泥浆和司钻技术提出了新的挑战。利用信号棒、全站仪和Trutrack地面信标系统,克服强磁干扰,准确控向定位;调整各种泥浆添加剂,保证泥浆具有良好的流变性、高携砂性、固壁和润滑性能;合理组合钻具,及时调整钻机旋转速度和回拖速度,避免钻进困难和卡钻。通过一系列措施,顺利完成该项穿越工程。文章介绍了长江穿越的地质条件、技术难点以及穿越中采取的技术措施。     

磁力随钻测量磁干扰校正方法研究

为提高磁力随钻测量的井眼轨迹精度,研究了随钻测量磁干扰校正方法。利用随钻测量参数,计算井斜角、工具面角和方位角;采取360°旋转钻柱记录、分析径向磁力计读数的方法,纠正磁热点引起的径向磁干扰;采用循环迭代的方法,纠正钻柱磁化引起的轴向磁干扰。通过仿真测量参数、磁干扰数据和地磁参数,应用磁干扰校正方法计算得到校正方位角,并与实测方位角、真实方位角进行了对比,结果发现,在其他井眼参数保持不变的条件下,井斜角接近90°或方位角接近90°、270°时,实测方位角误差变大;井斜角接近0°或方位角接近0°、180°时,实测方位角误差变小;真实方位角为0°~180°时,实测方位角比真实方位角小,真实方位角为180°~360°时,实测方位角比真实方位角大;井眼轨迹接近水平东或水平西方向时,轴向磁干扰的校正效果最差。磁干扰校正方法能够提高方位角测量精度,减少无磁钻铤长度。      

磁性测斜工具中关于方位角校正的研究

本文通过对方位角计算原理的分析,得出了在不改变实际无磁钻铤长度的情况下,直接校正方位角的数学方法,结果表明,这种矫正方法都能进行消除钻具磁干扰,获得准确的方位角,可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本。     

磁短节旋转磁场模型在水平井连通中的应用

运用Ｍａｔｌａｂ 软件仿真了磁短节旋转磁场模型产生的磁场强度信号,在该模型基础上反演得到了方位角、井斜角的计算公式。设计并制作了可在水平、垂直方向上偏转的机械旋转装置,用于模拟现场钻井时钻头带动磁短节的旋转。利用机械旋转装置在地面上模拟了地下２井连通过程,测量了水平角和方位角。实验结果表明：实际测量的磁场强度信号在经过滤波消除噪声干扰后与磁短节旋转磁场模型一致,证明了该模型的正确性;方位角与井斜角的测量误差在３８ ｍ 内不超过０. ４°,可满足连通时对定位精度的要求。基于磁偶极子的磁短节旋转磁场模型对提高水平井连通的中靶率和煤层气的开发具有重要的应用价值。     

提高长输管道水平定向钻控向精度技术

以泰国某换管项目中的水平定向穿越施工为例,对水平定向钻穿越的控向精度影响因素进行了分析,重点分析了邻近在役管道的电磁干扰、外部随机干扰和数据处理方式三个主要因素。通过采取更先进的控向软件、将线圈通电方式设置为交流电、引入水钻等方式确定在役管道位置以及引入地下线圈在穿越过程中实时探测在役管道等相应预防和保障措施降低了主要因素的干扰,进一步提高了水平定向钻穿越的控向精度,降低了水平定向钻穿越与地下障碍物"相撞"的风险。     

磁力随钻测斜仪轴向磁干扰校正方法

针对磁力随钻测斜仪在受到轴向磁干扰时会出现方位角测量结果不准确的问题,在介绍磁力随钻测斜仪测量原理的基础上,研究了Russell法和短钻铤测量修正法2种间接磁干扰校正方法的原理及迭代计算过程,提出了矢量和法和钻具截面法2种直接磁干扰校正方法,并对这4种方法进行了数据仿真分析。数据仿真结果表明,直接校正方法计算简单,但具有一定的局限性;间接校正方法计算复杂,但具有较好的准确性。在其他井眼参数不变的条件下,方位角偏差随干扰磁场增强而增大;在轴向干扰磁场固定的情况下,方位角偏差随井斜角增大而增大,井斜角相同时,0°~360°范围内方位角偏差先增大后减小,呈现对称性;井眼轨迹接近水平东西方向时,轴向磁干扰的校正效果最差。4种校正方法均可以降低轴向磁干扰对方位角测量精度的影响,减少无磁钻铤的使用长度,具有较好的现场实用性。      

定向钻穿越不良地层施工技术新突破

利用水平定向钻穿越江河、湖泊、沼泽、森林、大型建筑物和构筑物等有许多成功的先例,但穿越卵砾石层和微风化花岗岩等不良地层在我国一直是禁区。在长春—吉林输油管道工程建设中,中国石油天然气管道局采用了德国TRACTO-TECHNIK TT600型夯管锤夯入钢套管隔离卵砾石层,使用DD580钻机,运用地面信标和有线控向技术,进口了专用的钻头和牙轮,配制了特殊的泥浆,提高了携带岩屑的能力,历时54天,成功地穿越了松花江,填补了我国定向钻穿越此种不良地层的空白,推动了定向钻穿越技术的发展。文章结合工程实例,从钻导向孔、控向、扩孔、回拖、泥浆配比、风险预测和防范措施等方面,论述了定向钻穿越卵砾石层和微风化花岗岩地层的方法,为定向钻技术的应用和发展提供了宝贵的资料和可借鉴的经验。     

"三接一"在定向钻中的应用

1.工程概况陈华铁路穿越工程是宁波段穿段工程中的一部分,原油管道采用711×10.3X52直缝埋弧焊钢管;光缆套管采用121×620#无缝钢管。控向设备采用英国Sharewe11公司生产的MGS定向系统,在整个穿越过程中采用地面信标系统(Tru-Truckersystem)配合MGS系统进行准确跟踪定位,确保出土位置准确无误,曲线平滑。入土角为900,出土角为700,穿越曲率半径为1300m,定向钻穿越的管线实际长度为1330m。预扩孔:26、32、38、42扩孔各1次,长度各为1330m。扩孔回拖管道使用40扩孔器扩孔回拖管线。2.工程施工本场区勘察深度范围内,场地土质自上而下分为粘…     

磁性随钻测斜仪所需无磁钻具长度及影响因素研究

钻井过程中,磁性随钻测斜仪需要放置在无磁钻具中,以避免铁磁钻具磁化后感应磁场的干扰,但针对无磁钻具长度选取及影响因素的理论研究较少。为此,利用ANSYS有限元软件,建立了三维静态均匀强磁场,模拟得到了磁性随钻测斜仪所需无磁钻具的长度,并分析了井斜角、方位角、铁磁钻具壁厚和铁磁钻具长度等因素对磁性随钻测斜仪所需无磁钻具长度的影响。分析结果表明,磁性随钻测斜仪所需无磁钻具的临界长度与井斜角、方位角无明显的相关关系,与铁磁钻具壁厚、长度正相关;根据模拟数据,分析了井斜角和方位角对方位角偏差的影响,认为当存在固定轴向干扰磁场时,方位角偏差随井斜角、方位角变化而变化,这与施工经验相吻合。无磁钻具长度的优化方法和优化结果,为实际工程应用中磁性随钻测斜仪所需无磁钻具长度的优选提供了理论依据和参考。      

水平定向钻穿越中联合控向钻进导向孔施工技术

水平定向钻穿越施工技术在长输管道施工中得到广泛应用,在导向孔钻进中控向是施工成败的关键环节,目前多采用有线控向或无线控向等单一控向技术,但有线控向和无线控向都存在一定缺陷。为了进一步提高穿越精确度,在研究联合控向技术基础上,利用有线控向和无线控向技术各自的优点,研制了联合控向装置,使两种控向技术有机结合,此项技术的特点在于两种控向系统既可单独工作,也可以联合工作,可克服有线控向和无线控向各自的不利因素,使穿越更加准确。文章介绍了联合控向技术的原理、操作方法及应用实例。