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。     

机械式活环震击器震击过程的动力学分析

用机械动力学及机械振动的方法,建立起机械式活环震击器工作过程的运动方程式,推导出震击时冲击能、震击力的近似计算公式。在研究中,不只是对震击器本身进行分析,而且也考虑了与震击器配合使用的绞车系统的动力学问题。     

震击器解卡过程的动力学分析

文章运用弹性波理论与动力学分析相结合的方法研究震击器解卡动力学过程，提出利用震击力和震击冲量来衡量震击器解卡效果。用有限元法对直井中的震击解卡作业过程进行计算，分析上提拉力、落鱼深度、钻铤长度、震击器安放位置、震击行程大小和落鱼遇卡程度等各种因素对震击器解卡效果的影响，所得的结果能更好地解释现场震击作业中的一些现象，对震击器的工程实际应用与设计有重要的参考价值。     

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。     

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。     

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。     

石油钻井震击工具向上震击动载荷计算

美国BowenTools公司将震击器井下动载荷定为上提拉力的4～6倍。我国的打捞专家根据经验判断为2倍多，而有的学者计算出上击器的打击力为上提拉力的9倍多。文中根据上击器的工作原理，在三个假设条件下，推导出上击动载荷的计算公式。通过实例计算出上击动载荷为上提拉力的3．2倍。必须注意的是，在假设条件下计算上击动载荷，既忽略了部分能量损失，又进行了简化处理，因而计算值比实际值偏大。     

计算地面下击器震击力的新方法

地面下击器解卡时产生震击力的大小与多种因素有关。以往的计算方法是从能量转化入手,导出详尽的计算公式,比较繁杂。本文从振动学的角度研究了震击时动应力与静应力的关系,从而求出了增力倍数系数值,能够方便地计算震击力,其值与国内外计算结果很接近,可以推荐使用。     

JS178型震击器

给出了ＪＳ１７８型震击器的用途、特点及基本参数。详解了３个主要部分；震击机构、调节机构、辅助无件的主要结构。最后经出了使用操作方法及应用实例。     

液压加速器在震击解卡作业中的作用

在震击管柱中配接使用加速器，是提高震击解卡成功率的有效途经。介绍了液压加速器和震击器的结构、工作原理以及震击管柱运动规律与动力性能。在此基础上，阐述了震击管柱中有效能量的概念，并分析了液压加速器在震击管柱中的减振作用。实例计算及现场统计资料表明：采用加速器配套施工比单独使用震击器施工，可提高解卡成功率15％以上，延长震击器有效工作寿命30％以上；同时能减缓钻柱振动，对井下钻具及水泥环有保护作用，有利于提高修井质量。     

上击器的震击动载荷计算

应用弹性动力学分析方法, 在合理假设的基础上, 建立了震击作用动力学模型。模型将上击器震击解卡过程分为储能阶段、震击前阶段、震击阶段和震击后阶段。根据该动力学模型, 对现场某直井进行了实例计算, 结果表明, 在上击器震击解卡过程中, 只有作用在卡点的震击力才是真正起作用的震击动载荷, 如果该动载荷小于粘卡力, 则难以解卡。上击器震击时产生的震击力与上提拉力的比值不是固定值, 而是随钻柱结构变化而变化。一般而言, 上击器越靠近卡点, 解卡效果越好。     

影响上击器震效的因素及提高震效的措施

以液压式上击器为例,分析了震击过程中的能量变化。现场使用情况表明,影响震效的主要因素有震击器的性能、钻具配套和施工井井况等。为提高震效,应合理设计震击器的制造工艺,严格进行地面调试,选用优质液压油,正确使用和定期保养。     

液压上击器台架试验动力学探讨

为掌握液压震击器性能，提高井下作业效率，分析了试验台架上液压上击器的震击过程，建立了试验台架上液压上击器震击效果的计算模型。采用弹性波理论与动力学相结合的方法，得到台架上心轴撞击垫与缸套承击体撞击时的冲击能以及心轴对缸套产生的撞击力，为后续的现场测试提供理论依据，也为上击器的优化设计提供了依据。     

连续管震击工具技术现状及发展建议

连续管震击工具作为连续管作业管串的标配工具,在连续管打捞、冲砂、定向钻井、复杂井和深井等领域的应用越来越多。主要介绍了国外NOV、Baker Hughes、Weatherford、G-Force和Welltonic等公司震击工具的技术现状及结构特点,随后简要介绍了国内研制连续管震击工具的技术现状及不足,最后提出了我国发展连续管震击工具的几点建议。     

液压机械一体式震击解卡技术在水平井中的应用

震击解卡是解除井下管柱卡阻的常用手段,但应用于水平井时,因其井筒摩阻大,震击器上部钻杆柱储存的弹性形变能释放时被摩阻消耗,震击效果差,为此,进行了水平井液压机械一体式震击解卡技术研究。技术方案为:通过设计双级弹簧缸结构来增加弹簧加速器的弹力,多组弹簧加速器串联来增加工作行程,配合液压增力器形成了水平井液压机械一体式震击解卡管柱,能够克服弯曲井眼摩阻的影响,提高震击效果。室内试验表明水平井液压机械一体式震击解卡管柱的震击性能参数符合设计要求,并根据试验数据制定了现场施工技术参数。现场应用表明:液压机械一体式震击解卡技术解卡效果显著,并且大钩载荷能减少80%,降低了对修井设备的要求,提高了该技术的适用性。     

上、下击释放提升器的工作原理及力学分析

上、下击释放提升器在工作时,将震击力传至被卡工具,可进行并下解卡作业;用震击力剪断剪销,撑开卡爪,可释放工具。经模拟试验可测得剪销断裂功A_k和算出最大冲击力P_(dmax)。只要操作者掌握冲击能U_d和断裂功A_k的大小,就能比较可靠地进行井下解卡并打捞或往井下投放其它工具等作业。     

随钻震击器上击力计算研究

以弹性波理论为基础,利用求固有频率的Rayleigh法,推导出了随钻震击器的上击力计算公式。该方法计算的上击力为上提拉力的3倍多,与哈里伯顿公司提供的数据基本一致,为塔里木油田随钻震击器的现场使用提供了理论依据。