SLTIDT型钻井提速工具研制

为消除PDC钻头卡滑现象、提高难钻地层机械钻速,研制了SLTIDT型钻井提速工具。该工具与PDC钻头配合使用,形成一种新的钻井工程提速技术,在缩短钻井周期的同时,还能够稳定钻进过程,延长钻具寿命。采用流体动力学理论、3D虚拟设计技术与试验研究相结合的研制方法,SLTIDT型钻井提速工具室内试验寿命>150h。现场试验7口井,平均提速50%以上,完全满足设计要求,是一种经济高效的钻井提速工具。     

CQS型旋冲钻井工具的研制与试验

简要介绍了ＣＱＳ型旋冲钻井工具（射吸式冲击器）原理以及在长庆油田８口井现场试验情况。试验结果表明，中生界下白垩系和侏罗系地层（上部井段）机械钻速可提高２０％～３０％，中生界中、下三迭系地层（下部井段）机械钻速提高４０％左右，工具性能稳定，钻头没有损害。结论认为，旋冲钻井工艺技术是提高破岩效率的行之有效方法。     

液动旋冲工具的研制

为了提高PDC钻头在深井硬地层中的机械钻速,研制了液动旋冲工具。该工具能够通过钻井液提供的动力,在周向上产生高频冲击,在轴向上产生水力脉冲,使钻头的破岩方式由普通的刮削转变为机械冲击与水力脉冲相结合的破岩方式,有效提高PDC钻头在深井硬地层中的破岩效率,消除钻头的粘滑和卡钻现象。现场试验结果表明:该工具设计合理、性能可靠,操作简单,可满足直井和定向井提速需求。液动旋冲工具在大庆区块的寿命及提速指标与国外扭力冲击器相当,在辅助破岩方式及正反冲击力大小上具有一定优势。     

自激振荡式旋冲工具在深井超深井中的试验应用

针对深井、超深井钻井机械钻速低的问题,根据调制水力脉冲激发钻头冲击振动的原理,研制了自激振荡式旋冲钻井工具。工具性能参数测试结果显示,工具产生的压力脉动与冲击力随排量的增加而增大。在塔河油田进行了3口井的试验应用,结果表明,自激振荡式旋冲钻井工具研制思路正确可行,与钻头类型、地层岩性、钻井液密度和排量等相关钻井参数具有良好的适应性,机械钻速相对提高31.8%~80.5%。自激振荡式旋冲钻井工具具有性能稳定、操作简单、使用方便、寿命长、延缓PDC钻头磨损等特点,可推广性较强,为深井、超深井钻井提速提供了一条有效的技术途径。      

旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

本文就旋冲钻井技术在石油钻井中的应用及旋冲钻井技术发展进行了简单的分析。     

冲击频率可调的钻井提速工具结构设计与试验

二叠系以下岩石可钻性差,机械钻速低,单一冲击频率的钻井工具无法满足不同地层的提速需求。为此,研制出一种频率可调的钻井提速工具。该工具以钻井液作为动力源来实现冲击功能,可以通过改变工具下心轴对称孔的数量改变工具的冲击频率。基于工具的结构特点和工作原理,确定了冲锤碰撞过程中产生的冲击力,建立了单齿破岩仿真模型,进行动力学仿真分析。仿真分析结果表明：随着冲击频率的增加,机械钻速与岩石内部最大主应力整体呈上升趋势,但超过一定的冲击频率时,机械钻速与岩石内部主应力将会下降;在花岗岩等硬地层钻进过程中,最佳冲击频率为18 Hz;在砂岩等中硬地层钻进过程中,最佳冲击频率为16 Hz。现场试验验证了工具原理的正确性,使用该工具在硬地层与中硬地层钻进中,与邻井相比机械钻速分别提高103.2%和27.0%。所得结论可为频率可调的钻井提速工具的进一步优化及现场应用提供参考。     

旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

随着市场对石油资源需求量的不断增加,我国对石油钻井技术的研究也更加深入.为了能够更好的满足当前石油开采需求,越来越多的新型技术被研发出来,并且开始在石油钻井领域应用和普及,旋冲钻井技术作为一种高效的钻井技术,与传统钻井技术相比,其适用范围更广,能够更好的应付复杂的地理环境,大大提高了钻井效率.     

石油钻井中旋冲钻井技术的应用探讨

旋冲钻井技术因碎岩效率高、钻头磨损小、钻井成本低等技术优势,自诞生以来在矿山、石油钻井、地质勘探、地热钻井等领域有着较为广泛的应用,同时被认为是有效解决深井硬地层钻进难题的可行之策,应用前景十分广泛。文章在概述旋冲钻井技术原理及射流式冲击器工作原理的基础上,对旋冲钻井技术在石油钻井中的应用效果、配套钻井工艺技术以及该技术的应用前景进行了深入探讨。     

石油钻井中旋冲钻井技术的应用

在经济社会发展中,石油资源非常重要,从我国石油资源的分布来看,总体的分布分散,石油资源的开发难度非常大.在现代石油钻井项目中,旋冲钻井技术得到广泛应用,逐渐取代了传统的脉冲射流、冲击钻井等技术手段,对深井硬地层破岩效率、钻井综合效益的提升起到积极影响.因此,为充分发挥技术优势,建立起以旋冲钻井技术为核心的石油钻井工艺体...     

旋冲钻井技术的破岩及提速机理

深部硬地层钻井效率低、成本高的问题是现阶段深井、超深井钻井过程中长期面临的难点问题。旋冲钻井技术由于其具有提高硬地层钻进效率、降低定向钻进中黏滑振动以及提高钻压传递效率等优点而得到认可,但旋冲钻井技术的破岩提速机理尚不够明晰,且与冲击器配合的钻头使用寿命尚达不到工业要求。基于岩石力学、岩石破碎学、损伤力学等理论结合有限元方法建立了单齿旋冲破岩的三维有限元模型,分析了单齿旋冲作用下岩石的裂纹扩展、岩屑形成、损伤演化以及破岩比功等问题。研究发现,硬地层岩石在旋冲作用下更易发生脆性破碎,旋冲钻井技术能够改善钻齿的受力状态,更好地保护切削齿,提高钻进效率;冲击幅值对破岩比功的影响程度不大,这与扭冲钻井技术不同;冲击频率对于破岩比功的影响较大;旋冲钻进技术不适用于软地层。     

扭转冲击钻具设计与室内试验

常规钻具在钻硬地层时机械钻速低,钻头失效快,钻井成本高。为此,设计了扭转冲击钻具。该钻具可将流体的液压能转换成扭向的、高频的机械能并直接传递给PDC钻头,给钻头施加周期性的低幅高频扭转冲击,当与钻柱稳态扭矩相结合时,能对钻头施加高效的破岩扭矩,大幅减小或消除钻头的粘滑振动,在保证井身质量的同时提高机械钻速,延长钻头寿命。对扭转冲击钻具的关键部件——扭转冲击副的运动可行性分别进行了仿真分析和室内试验。结果表明,扭转冲击副运转顺利,滑动块与传动轴周期性的碰撞可对传动轴施加周期性的低幅高频扭向冲击。     

机械式自动垂直钻井工具的研制

为了有效地提高直井的钻井速度和质量,根据现有技术研制了机械式自动垂直钻井工具。这种钻具能适时感应井斜的重力信号,并由重力驱动执行机构,利用钻井液循环在钻柱内外形成的压差,在钻柱旋转的情况下推动活塞靠向高边井壁,对钻头施加指向井眼低边的周期性侧向力,在钻进过程中实现对井斜的适时修正。现场试验结果表明,机械式自动垂直钻井工具的工作原理正确,结构可靠,能够在主动、适时防斜的同时,有效地释放钻压,提高钻速。该工具的研制成功为直井的防斜打快工艺提供了一种新的技术手段,具有广阔的应用前景。     

CGMWD新型正脉冲无线随钻测量系统及应用

CGMWD新型正脉冲无线随钻测量系统以正脉冲发生器产生上传泥浆脉冲压力信号，大大提高了信号传输能力和效率。文章简述了该仪器的结构、性能指标和功能特点，同时介绍了该仪器第一次现场应用的情况及效果。     

Properties and testing of a hydraulic pulse jet and its application in offshore drilling

Offshore drilling has attracted more attention than ever before due to the increasing worldwide energy demand especially in China. High cost, long drilling cycles, and low rate of penetration （ROP） represent critical challenges for offshore drilling operations. The hydraulic pulse generator was specifically designed, based on China offshore drilling technologies and parameters, to overcome problems encountered during offshore drilling. Both laboratory and field tests were conducted to collect the characteristics of the hydraulic pulse generator. The relationships between flow rate and pressure amplitude, pressure loss and pulse frequency were obtained, which can be used to optimize operation parameters for hydraulic pulse jet drilling. Meanwhile a bottom hole assembly （BHA） for pulse jet drilling has been designed, combining the hydraulic pulse generator with the conventional BHA, positive displacement motor, and rotary steerable system （RSS） etc. Furthermore, the hydraulic pulse jet technique has been successfully applied in more than 10 offshore wells in China. The depth of the applied wells ranged from 2,000 m to 4,100 m with drilling bit diameters of 311 mm and 216 mm. The field application results showed that hydraulic pulse jet technique was feasible for various bit types and formations, and that ROP could be significantly increased, by more than 25%.     

水力脉冲诱发井下振动钻井工具研究

为有效提高深部地层钻井速度,充分发挥水力脉冲钻井和冲击振动钻井的技术优势,提出了水力脉冲诱发井下振动钻井的技术思想,并研制了相关的钻井工具。该类钻具的基本原理是调制水力脉冲,通过水力能量转换机构,将压力脉动直接转化为作用于钻头上的周期性冲击载荷,利用岩石在冲击载荷作用下易于破碎的特点、井底的水力脉动有助于改善井底岩石应力状态、强化岩屑净化的特性,提高了钻头的破岩钻进效率。实际应用结果表明,所提出的技术思想确实可行,研制出的工具原理正确,结构可靠,为提高深部地层的钻探效率提供了一个有效途径,可大面积的推广应用。     

PQX—150型炮眼冲洗工具的研制与应用

由于目前用于清洗炮眼作业的反洗井、混气水排或负压排液等方法,无法建立炮眼外循环,不能保证油层纵向上所有炮眼孔道的清洗,为此研制了一种PQX—150型炮眼冲洗工具。这种清洗工具采用上冲洗总成、中间密封总成和下冲洗总成的两个正向一个反向皮碗分隔炮眼,利用冲洗转换总成改变清洗液流通道,从而实现炮眼外循环。通过作业管柱上下移动将油层纵向上所有炮眼循环冲洗干净,井段长短不受限制。经31井次的应用,成功率达96.7％,该工具具有冲洗能力强和冲洗效果好等优点,且结构紧凑,安全可靠,操作简便,易于掌握。     

水力脉冲式钻井工具的研制与应用

水力脉冲式钻井是利用特定的工具使钻井管柱中的连续流转变为脉冲射流,从而改变井底流场的压力状况,进而提高机械钻速的一种钻井新工艺。在分析水力脉冲产生机理的基础上,探讨了基于瞬变流理论的机械阻断式水力脉冲破岩机理,介绍了SLPMC机械阻断式水力脉冲工具的工作原理及结构特点,简单叙述了该工具在胜利油田进行的2口井的现场试验情况。该钻井工具对于提高机械钻速和降低钻井成本具有一定的积极意义。     

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。     

欠平衡钻井随钻监测系统的开发及应用

欠平衡钻井技术具有突出优点,因而得到了广泛应用,但欠平衡钻井条件下,施工设备、流程和钻井液体系等诸多变化常导致常规监测技术不能满足现场工作的要求。针对欠平衡钻井的特殊性,开发了一套适用于欠平衡钻井的随钻监测系统。该系统将地层和井筒看作一个系统,通过监测注入参数、返出参数和钻井工程参数,结合井筒多相流模型及地层渗流模型来对地面、井筒和地层进行综合监测与评价;通过对地层产出流体的监测,井筒压力及流态的监测,地层压力和孔隙度的监测,钻井安全、井控和有害气体的监测,实现了对欠平衡钻井状态下的包括流量、压力和气体组成等多参数的监测;结合地层渗流及井筒多相流耦合模型,可以实现对所钻井段井筒压力、地层压力、储层特性和流体特征进行全面监控与评价。通过在欠平衡钻井现场的多次实际应用,验证了该监测系统的合理性与实用性。该成果有助于提高欠平衡钻井的工艺水平和储层保护效果,同时还有利于早期识别和控制井下复杂情况。