套管钻井可回收装置的研究与应用

通过对套管钻井可回收装置的研究、关键部件强度校核和结构单元实验以及对整体工具组合进行现场的模拟实验,于2008年8月在河南油田的不同地区、不同井队进行了3口井的现场试验,通过试验、改进、再试验,最终达到了理想的效果,结果证明所设计的套管钻井可回收装置结构简单,设计合理,基本满足现场施工的要求。利用套管钻井可回收装置可以实现钻进钻头的更换,减少了更换钻头的时间,节约了钻井成本。     

大比尺自升式平台插拔桩试验系统研制及验证

自升式平台顺利插拔桩对其安全作业具有至关重要的作用。根据插拔桩问题主要控制方程的相似,推导了1倍重力加速度模型主要物理量的相似系数,建立了主要由土池、加载装置、原位测量装置、冲桩系统和测量系统组成的大比尺自升式平台插拔桩试验系统。该系统可以模拟自升式平台插桩、冲桩和拔桩,能够测量插拔桩深度和阻力,监测桩靴底部孔隙水压力的变化。运用该系统进行了初步插桩试验和边冲边拔的拔桩试验,将插拔桩阻力与规范和相关经验公式进行了对比,验证了系统的有效性和准确性,研究了桩靴底部孔压的分布规律以及孔压和插桩阻力的变化关系,证实了冲桩可以减小拔桩阻力的显著效果。本文研制的大比尺自升式平台插拔桩试验系统为进一步研究自升式钻井平台的插拔桩阻力和冲桩效果提供了基础,有利于保障自升式钻井平台的作业安全。     

中国钻井现场污水及废弃钻井液脱水处理装置

为适应钻井作业施工满足环境保护的要求,介绍了目前中国油田对钻井作业现场污水和废弃钻井液脱水处理的方法及配套装置,展现了目前中国废弃物处理装置研发的最新动向.中国的脱水装置(板框压滤机、带式压滤机、卧式螺旋离心机)虽然已有改进,但在处理规模、处理效率、能源消耗等方面仍需提高改进,今后可以从解决降低废弃钻井液含水总量的方法上开拓思路,探讨出治理钻井废弃液的更好方案.     

拨叉式螺杆高压喷射钻井技术研究

为提高钻井机械钻速,通过充分利用钻井液的水力能量,提高井下钻头的射流压力,井下螺杆增压装置以机械螺旋换向代替了以往井下增压装置的液压转换等结构,具有结构简单、效率高等优点。为此,在分析现有井下螺旋斜槽式增压器的基础上,提出了拨叉式螺杆高压喷射复合钻井提速技术,设计出了一种双拨叉式增压换向机构,优化了螺杆马达参数并提出改进方案,最后通过现场试验验证了改进设计的正确性,改进后的井下增压装置在现场相同钻进条件下试验,同邻井同井段平均机械钻速比较,钻速提高了39.72%。     

自升式钻井平台桩腿入泥深度计算研究

开展了桩腿与海底土相互作用分析,提出了自升式钻井平台桩腿承载力计算模型,该模型考虑了插桩速度、桩靴上覆土压力、群桩效应等因素的影响.现场应用表明,本文提出的自升式钻井平台桩腿承载力计算模型在预测桩腿入泥深度时具有非常高的准确度,相对误差在10％以内.     

钻井平台桩腿锁紧装置的研发与试验

钻井平台桩腿锁紧装置是用于保护升降系统、提升平台在海洋环境下作业安全及作业能力的设备,但这项技术大多被国外公司垄断。为此,研制了钻井平台桩腿锁紧装置,并对该装备的3个子系统——锁紧机械结构、电控系统和液压系统等进行设计,开发了桩腿锁紧系统控制软件,最后对钻井平台桩腿锁紧装置进行工业试验。试验结果表明:电控系统产品设计满足海上平台规范要求,单个性能试验及联调试验达到设计要求,所有承载部件都达到原型试验加载要求,单套锁紧装置达到7.4×10~4k N垂直载力平台要求。研究结果充分证明了我国海洋工程装备的研制能力。     

自升式钻井平台新型拔桩挖泥器的研制

自升式钻井平台插桩入泥过深时,导致拔桩阻力增大,拔桩困难。文章介绍了一款针对该实际情况而研制的辅助拔桩挖泥器,用于拔桩之前挖出桩靴上部土体,通过减轻上部土重,达到了顺利拔桩的目的。文章分别从挖泥器方案设计、工作原理、现场试验等对其进行了论述．现场试验表明,该装置能够明显减小拔桩阻力,达到提高拔桩效率和进一步保证平台结构安全的目的。     

自升式钻井平台圆柱形桩腿维护装置浅析

自升式钻井平台是目前国内外使用最为广泛的钻井平台。自升式钻井平台需要经过升降平台、拖航作业后,到达新的作业区域上。本文研究分析了自升式钻井平台圆柱形桩腿在海上作业期间配备一套升降维修装置的可能性,以实现对桩腿外体涂层进行刷漆维护保养。     

自升式钻井平台横向振动特性研究

将自升式钻井平台(简称钻井平台)桩腿简化为悬臂梁力学模型,研究了钻井平台横向振动特性,建立了较为简便的钻井平台横向振动周期、频率及振幅计算方法;利用得到的钻井平台横向振动特性计算式,对海洋石油钻井作业所用三桩腿、四桩腿钻井平台进行了横向振动特性值计算,并对振动周期、频率计算结果进行了分析;研究了钻井平台横向振动影响因素,并且提出了相应的改进思路及措施,这对指导海上钻井平台操船作业具有重要意义。     

现场制氮注氮装置首次用于欠平衡压力钻井

本刊讯　气体欠平衡压力钻井工艺技术 ,旨在降低井底回压、保护产层。国内目前已试用天然气欠平衡压力钻井、柴油机尾气欠平衡压力钻井和氮气欠平衡压力钻井。现场制氮注氮装置是用氮气欠平衡压力钻井的主要设备。近几年来 ,中德合资的天津梅塞尔凯德气体系统有限公司开发出一种适合现场使用的制氮注氮装置 ,并首次成功地应用于云参 1井的钻进过程中 ,获得了良好的社会经济效益。现场制氮注氮装置首次用于欠平衡压力钻井@吴月先     

钻井废弃物处理技术的应用

江汉油田与合作单位共同开展了钻井废弃物处理技术的应用,针对现场处理需要研制开发了钻井废弃物处理装置。通过处理装置在簰深1井的现场应用,污水处理外排符合GB8978-1996一级排放标准,泥饼浸出液符合国家标准。设备紧凑、便于操作、符合钻井防爆要求。     

气基流体钻井装备配套技术

气基流体钻井在提高机械钻速、防漏止漏、发现及保护油气藏等方面的应用越来越广。实践表明,性能优良、应用可靠、配套科学的设备、装置及工具是气基流体钻井顺利实施的基础。对该项技术所需的钻井动力设备及装置、井口控制设备及装置、相关入井工具的性能、原理、特点及现场应用要求进行了探讨及介绍。对空气钻井、氮气钻井、雾化钻井、泡沫钻井及充气钻井液钻井现场所需的设备、装置及仪器的摆放安置、规划布局、配套要求等分别进行了阐述及分析。最后,对气基流体钻井装备配套的发展提出了认识及建议。     

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自动送钻是指钻机在正常钻进过程中，不依靠司钻调节，而是按钻井工艺要求，让送钻装置在给定的条件下实现钻头的自动给进。自动送钻装置可以消除人工控制的缺点，能提高钻井质量和经济效益。出于对安全性和可靠性的考虑，必须在实际钻机上应用该装置前进行模型模拟实验，为自动送钻控制技术的现场推广应用奠定基础。针对钻井过程中的非线性、不确定性和实时性要求，采用改进的单神经元PID控制器实现自动送钻模拟加载。实验结果表明，和传统的PID控制相比，改进单神经元PID控制器的反应速度快，振荡幅度小，并且稳态误差小。采用改进单神经元PID控制结构简单，易于实现，在应用中效果明显。     

钻井管柱自动输送装置的研制与应用

为有效解决目前我国石油钻井现场在钻杆、钻铤及套管等钻井管柱上、下钻台作业过程中存在的钻工劳动强度大、危险系数高及效率低等问题,成功研制出钻井管柱自动输送装置。该装置采用成对抓取机械手与双摇杆起升结构实现对钻井管柱的自动抓取与输送。钻井现场试验结果表明,该装置可在手动与无线遥控2种操作模式下,成功实现钻井管柱在地面与钻台面之间的自动、安全、高效、往复输送,从而取代钻工完成起、下钻井管柱的高强度作业,提高作业效率。     

Tesco液压顶部驱动装置的优点及现场应用

顶部驱动装置是近代钻井装备的3大新技术之一，在钻井施工中使用顶部驱动装置能够实现立柱钻进、划眼和倒划眼，极大地降低了工人的劳动强度，节约了钻井时间。文章通过对Tesco液压顶驱的介绍及其在现场使用情况的分析，阐明顶驱在现场应用中的优点及其在当代钻井技术和钻井装备中的重要作用。     

综合录井在现代钻井中的应用探讨

根据各油田勘探开发的深入以及钻井技术发展的需要,该文对综合录井在现代钻井中的应用进行了探讨,详细阐述了利用现场资料确定储集层位置、划分储集层流体性质、异常压力检测、工程事故预报等几个方面的应用,用实例说明在钻井过程中综合录井技术的重要性。为综合录井现场工作人员提供了宝贵经验。     

基于Profinet网络的软扭矩控制系统

软扭矩控制系统采用高性能PLC和现场网络总线PROFINET作为主控装置,配以钻机电控系统交流变频装置,结合钻井过程动态参数,完成钻井过程防卡钻、防脱扣以及提高钻井效率等功能,同时该系统也能快速消除钻柱扭转的振动振幅,在钻井过程中保持速度稳定.     

Scope现场钻井服务系统

美国Schlumberger公司已研制成功新一代Scope现场钻井服务系统。该系统由EcoScope多功能钻井-测井装置、StethoScope装置和TeleScope高速遥测装置3部分组成。其EcoScope多功能钻井-测井装置可将钻井和地层评价探测器组装在一个坚固的凸缘上，以便传输关键的钻井测量数据及独特的基本光谱。该装置将钻井和地层评价探测器集成在一个凸缘上，安装在俘获脉冲发生器（PNG）的周围，可提高效率和安全性。     

西非海上自升式钻井平台提高拔桩效率的方法与措施

西非几内亚湾OML-12X区块内自升式钻井平台插桩入泥深度过大,在钻井作业之后平台拔桩十分困难,有时甚至会出现拔桩过程中破坏平台主体结构而造成巨大的经济损失的问题。通过分析,将自升式钻井平台的拔桩过程分为克服桩靴吸附力和克服上行阻力2个阶段,利用吸盘效应理论对桩靴吸附力的产生机理进行了分析,同时对减小桩靴上行阻力的有效途径进行了探讨,提出了2种提高拔桩效率的方法,即对桩靴下部地层充分水化分散和灌注表面活性剂促进内外压力的联通。现场实践表明,本文提出的方法比较符合实际情况,能够有效指导海上自升式钻井平台拔桩实践,提高拔桩效率和安全性。     

井下螺杆增压钻井装置设计与应用

为了提高机械钻速,降低钻井成本,提出了一种新的井下增压装置的设计方法。分析了井下螺杆增压钻井提速装置的工作原理,并对其关键部分进行了改进优化。通过理论计算和试验,得到了弹簧的设计参数与射流破岩的优化参数,指出高压射流在100 MPa高压下,喷射角度为0°,喷头以1 mm/s的速度向前移动时,喷头的最优喷距为6 mm。硬地层2口井的现场试验结果表明,在同等钻进参数条件下,与邻井相比,使用该井下螺杆增压钻井装置的平均机械钻速分别提高了52%和66%。