随钻温压测试短节研制

本文从随钻井下压力和温度的实时监测仪器的结构设计入手,重点对机械减振进行了细致研究。     

随钻测试

Pathfinder能源服务公司的钻井地层测试(DFT)项目组能在钻井的过程中进行多次储层压力测试，用石英压力计在侵入相对浅的储层进行了压力测量，揭示出钻井液引起地层损害的一些条件。在钻井中仪器采集并转换环空压力数据，能根据等效泥浆循环密度进行实时决策。伽马和电阻率测量用于识别目的层，还用于其它数据的深度对照。     

定向随钻扩孔钻压分配及优化

深井大斜度井扩孔难题一直没得到较好解决,传统的方法是采用液力扩眼工具进行钻后扩孔。然而,钻后扩孔实践表明,随着井斜增加,钻后扩孔难度增大,钻后扩孔在定向井中一般在32°以内。为此,引进了53/4 in×51/2 in×43/4 in CSDR5211S-B2定向随钻扩孔钻头。扩孔钻头钻压分配关系对工具面稳定和机械钻速具有重要影响。介绍了定向随钻扩孔钻头特性,分析了钻压分配关系,并对钻压分配进行优化。优化后的钻压应用于塔河油田TH10410CH2井定向随钻扩孔试验。应用结果表明,根据扩孔钻头偏心部分所要求钻压,计算出定向随钻扩孔钻头施工最大钻压不超过40 kN;在20～40 kN钻压工况下,定向随钻扩孔钻进过程中无憋跳现象、工具面平稳、井眼轨迹平滑、机械钻速高,说明该井优化的钻压合理。     

变频调速恒钻压自动送钻系统

针对手动送钻和电磁阀控制刹车恒钻压自动送钻的不足,开发了变频调速恒钻压自动送钻系统,该系统采用电动机反拖实现钻进时钻压恒定。在详细讨论送钻过程钻压变化简化数学模型的基础上,给出恒钻压自动送钻系统的数字模型。采用西门子变频器和变频电动机建立了变频调速恒钻压自动送钻系统的配置,现场实际调试达到了设计要求。     

盘式刹车恒钻压自动送钻技术研究

采用自动化测控仪表、电液比例元件和悬重传感器等元器件建立了自动送钻闭环控制系统。以数字ＰＩＤ调节器为控制单元,恒悬重控制代替恒钻压控制,并考虑与现有绞车结构的相容性、液压回路的衔接性、自动送钻与手动送钻的共存性及安全保障性,研制了相应的盘式刹车恒钻压自动送钻装置。现场试验表明,该装置实现了恒钻压自动外事作业,提高了机械钻速,减小了钻压波动。     

基于遗传算法的自动送钻钻压动态优化

针对目标函数的钻压优化和BP神经网络的钻压优化方法存在的不足,建立了动态成本目标函数,并利用遗传算法对动态成本目标函数进行优化,最后应用实例对优化送钻在成本上的优势进行了验证。根据建立的动态成本目标函数和钻井采集的实时数据,利用非线性回归理论完成待优化的成本目标函数参数的求取。优化结果表明,优化钻压钻井方式有效延长了钻头寿命,缩短了起下钻时间,节省了钻井成本;与恒钻压钻井方式相比,优化钻压钻井方式每米成本上升较慢。     

水平井井底钻压的研究

将水平井井内切点以上非垂直井段钻柱,采用弹性梁的变形微分方程以及单元体的静力平衡和力矩平衡关系建立了钻进时轴力的二维计算模式,同时,对切点以下导向动力钻具组合采用纵横弯曲法大变形进行分析时,考虑了动力钻具结构弯曲角的影响,得出导向动力钻具三弯矩方程组和扶正器正压力,摩擦阻力的二维计算模式,并给出了利用钻井时的钻重和视压力,计算出吉底钻压的方法及步骤。     

钻压波动特性模拟实验研究

文章利用钻柱动力学室内模拟实验装置,从波动频率和波动幅度两方面入手,定量分析了大斜度井眼中不同钻进参数下钻压波动的变化规律。结果表明:大斜度井眼中钻压波动总体呈现正弦波动规律,钻压波动存在"随机偏移"现象;随着转速的升高,钻压波动频率增大且始终等于钻柱自转频率,而钻压波动幅度呈现出下降的趋势;名义钻压对井底钻压波动的影响仅仅体现在钻压曲线的上下平移,而对钻压波动频率和钻压波动幅度并无显著影响。     

定向井钻压传导计算方法

在定向井、水平井钻井过程中,钻柱摩阻的存在直接影响了钻压传导,井底钻压往往低于预定施加钻压,严重影响了钻井效率.因此,科学地进行钻压传导分析,准确地计算井底实际钻压是保证定向井快速钻井的关键.考虑钻井液对钻柱轴向力的影响,并结合定向井钻柱结构特点,分别对上部钻柱和底部钻具组合进行受力分析,建立了上部钻柱和底部钻具组合轴...     

新型随钻安全接头及其强度分析

在对钻井事故处理不断思考和总结的基础上，根据卡钻特点，研制了一种能很好地处理卡钻事故的新型随钻安全接头；同时对其优越性及其强度进行了分析。考察了非对称和对称结构，分析了对称结构对于承受复杂情况的优越性。现场应用表明，新型随钻安全接头既起到了接头的连接作用，又可在特殊情况下，需要将其倒开时，随时可倒开。并且一次性倒扣成功，安全可靠，不会出现意外退扣使钻具掉落井底。保证了各种技术参数齐全、准确，误差在要求范围之内。     

不压井起下钻、边喷边钻工艺技术

一、概况: 在四川钻探裂缝性油气藏时,一般采用泥浆进行钻井。由于泥浆性能不良和泥浆在井筒里形成液柱压力等原因,严重地影响了对油气层的开发,特别是在刚打开气层时,如果用重泥浆压住往下打,就有可能堵死油气层“缝缝洞洞”,影响油气的产量,甚至使油气被压死,这种情况对中低压油气层特别显著。若用轻质洗井液打井,则在遇到高压油气层时又压不住,导致强烈井喷的发生,引起火灾,造成阶级兄弟的伤亡事故和国家财产的严重损失。因此,为了多快好省地发展我国石油工业,彻底暴露和解放油,气层,增加油气产量,我局从1965年开始,集中了部份工人、工程技术人员、领导干部组成三     

随钻测量仪数据采集测试系统设计

为了模拟随钻测量仪器在井下进行数据采集的真实情况,更准确地调试数据采集的关键部分A／D转换板,设计了随钻测量仪器井下数据采集测试系统。选择与实际应用相配的M68HC08系列单片机设计数据采集控制器,对A／D板输入端的多路模拟信号进行采集。单片机与A／D转换器之间以SP!接口串行通讯,所采集的数据通过RS232串行接口送入计算机,在C语言编写的测试软件下恢复成模拟电压信号。还可以Excel格式保存打印输出数据报表,实现了跨数据库保存数据、多组数据比较组合,使调试工作更加简便、高效。     

井眼修整随钻接头的开发与应用

井眼修整随钻接头是针对现场钻井需要,根据原破键接头加以完善改进而成的一种新型工具。把接头接在钻柱上,钻进时钻柱带动它旋转,接头是偏心的,棱厚25mm,其旋转的圆和井径一样,所以棱可以在钻进的同时刮削井壁,从而消除缩径和井壁上的键槽、砂床。现场应用表明:(1)该接头集破键、清砂、扩眼功能于一体,其最大直径比井径小很多,不会增加起下钻难度和使井况复杂;(2)延长短起下钻间隔时间不宜过长,以防止部分新井段或井斜大、全角变化率大的井段长时间得不到修整而使井况复杂;(3)单只接头使用400h内应探伤1次,防止发生钻具事故。(4)接头的安装位置和间距,应根据井眼轨迹和地层情况做具体调整。     

侧钻水平井油管接头抗弯强度与密封性能

针对侧钻短半径水平井油管柱的弯曲变形 ,设计了 4点弯曲加载试验 ,测试了 2种规格油管在不同内压和弯曲度组合条件下油管接箍的密封及其强度特性。试验结果表明 ,油管管体弯曲度 α在 4 (°) / m以内、2 5MPa的压力下 ,接箍均未发生泄漏。对于弯曲油管接头 ,首先发生管体材料的塑性屈服 ,然后才出现接头密封泄漏。因此 ,只要保持管体在最小屈服应力以内工作 ,在 2 5MPa内压条件下 ,可以保证接箍密封在短半径井眼内可靠有效。     

门限钻压求取新方法试验研究

通过室内大量岩心试验和分析测井资料中的声波时差值，在建立岩石可钻性级值ｋｄ求取模式基础上，推导出了ｋｄ与零水功率下门限钻压Ｍｏ的关系式，并在江苏、鄂尔多斯等地区用新试验方法进行了现场验证。现场试验证明，此方法具有很大的优越性和实用价值。     

深水司钻法压井模拟计算

针对深水钻井井控的特点,考虑油、气相变,建立了深水司钻法压井过程中的多相流控制方程,并给出了具体的求解方法。模拟计算结果表明,随着循环流量的增加,节流管线摩阻迅速增加,而且不同尺寸节流管线摩阻之间的差距也随着循环流量的增加逐渐增大;动态安全余量随着泥浆池增量的增大而减小;第1及第2循环周的最大循环流量随着节流管线内径的减小而减小。第1循环周的最大流量随着泥浆池增量的增加而减小,而泥浆池增量对第2循环周最大流量的影响不大。在压井过程中,节流压力随着循环流速的增加而降低,实际应用时需要优化设计。