提高深井和超深井钻柱使用寿命的途径

在钻柱失效分析的基础上，综述了提高深井和超深井钻柱使用寿命的途径。从提高钻柱质量和改善钻柱服役条件两方面阐述了提高钻柱寿命的具体措施，即一方面提高钻具材料的韧性，优化钻具结构，使用内涂层钻杆和对螺纹进行表面处理；另一方面在保证提升能力前提下优先选用低强度钻杆，使用最佳预紧扭矩，选择合适的弯曲强度比，在钻艇和钻杆之间使用加重钻杆，控制腐蚀以及加强钻具的探伤与检验。     

大位移井摩阻扭矩力学分析新模型

钻前的摩阻和扭矩分析是大位移井可行性研究、钻机设备选择或升级改造以及优化井眼轨迹剖面设计的重要依据，对比预测的摩阻扭矩和实测的摩阻扭矩，可以监测井筒清洗程度，预防严重事故的发生。为此，建立了一种大位移井摩阻扭矩力学分析新模型。对于井眼轨迹曲率不同的部分及钻柱刚度不同的部分，采用不同的计算模型，这将提高模型的计算精度；钻柱的某个部分采用何种模型不需人为指定，而完全由程序自动判断控制，这将增强模型的适应能力。考虑底部钻具组合（BHA）中稳定器的影响，将底部钻具组合作为纵横弯曲梁模型，采用加权余量法进行力学分析；考虑钻柱的刚度和井斜、方位的变化，对于除底部钻具组合的钻柱其余部分，由程序根据井眼轨迹曲率及钻柱刚度的大小，自动选用软绳分析模型或刚杆分析模型。     

信息交流

信息交流加强钻柱维护管理的措施一组６０９６ｍ钻柱价值６０万美元，大约可使用７年。一台石油钻机平均有ＺＩ年使用寿命，大约可消耗三组钻柱，价值１８０万美元。一个拥有２５台钻机的钻井承包商，其钻柱费用达６０００万美元，可见钻柱的维护与管理不可忽视。美国《油...     

四单根立柱钻机关键技术研究与提效分析

四单根立柱钻机采用四单根一立柱的钻井模式,通过加长钻柱立根,降低起下钻频次,增加立根高速运行时间,实现钻井综合作业效率的提高。与常规三单根钻机相比,四单根钻机在超长井架设计、大容绳滚筒缠绳技术保障及超长钻柱立根稳定排放等方面存在较多难题。鉴于此,详述了四单根立柱钻机所具备的各项关键技术,并结合9 000 m四单根钻机提出超深井四单根钻机关键技术和保障钻井效率提高的综合措施,措施后,与三单根立柱钻机相比,其钻井综合作业效率最高提速23. 97%,平均提速19. 00%。研究内容可为四单根钻机进一步推广应用和深井与超深井钻机钻井综合提效提供技术基础。     

浮式平台钻柱升沉补偿装置性能及适应性分析

以最大补偿载荷4 500 kN、补偿精度90%的钻柱升沉补偿装置为例,分析不同结构类型和工作原理钻柱升沉补偿装置的性能参数和优缺点,及其工程适应性。针对不同的作业需求,从作业效率、结构重心、钻台布局、作业成本、操作维护性等方面进行比较分析,为在深水钻机设计中选择钻柱升沉偿方案提供指导。     

用于钻机和修井机的双驱钻机理论

双驱钻机理论是全新的钻机设计方染，它得钻机 答井机的结构与操作得以大大简化，双驱钻机即可用一 动钻井平台又可用于固定式钻井平台，并取消了带有绞车，钻柱补偿器等的大型井架，双驱钻机理论可使小型修井机象大型钻机那样使用，从而展示了钻井新的方式及改善海上油田经济状况的广阔前景。     

在钻井中使用铝质管柱的优点

在钻井中使用轻质的钻柱和套管柱允许选择较小和 /或较便宜的设备 ,这可以降低钻井费用。设计钻井管柱以满足或超过一定的载荷条件和作业限制 (例如 :应力、应变、整个拉伸限制、疲劳、腐蚀等 )。影响整个设计的重要参数是钻井管柱 (套管和钻柱 )的材料密度、管柱密度影响应力(轴向应力、弯曲应力和vonMis es应力 )和管柱本身的强度 ,同时影响井架压缩和转盘扭矩 ,井架压缩和转盘扭矩是钻机选型的决定因素。本文研究了铝质钻柱和铝质套管柱的应力和强度 ,并与常规钢质钻柱和套管柱进行了比较。     

FORASLIM小井眼钻机

在成功地试制新型小井眼用钻柱(这种钻柱既可用于全面钻进又可连续取心取得大量地质资料)的基础上,专门研制了一种新型实用的小井眼钻机——FORASLIM小井眼钻机。使用这种小井眼钻机钻井不仅可以大幅度降低钻井费用。而且还能大大减轻环境污染。     

深井钻柱振动规律的分析及应

钻柱振动是在当前钻井工程中的普遍现象，对钻井的影响很大，钻柱共振是钻柱失效的主要原因。文章研究深井钻柱的振动问题，以深井钻柱为研究对象，分析研究了钻柱的纵向振动、横向振动及扭转振动。首先，建立了深井钻柱各种振动的力学模型，获得了钻柱振动所遵循的物理规律，得到了钻柱的各种共振频率。然后，结合实际对振动规律进行了应用，该研究为减小深井钻具损坏和优化钻具设计提供了理论依据。     

钻机指重表起下过程中读数异常的分析及其修正

钻井现场数据的采集反映指重表悬重读数异常:钩载一定的情况下,在钻台面缓慢上提钻柱过程中,指重表悬重读数随着上提过程下降,而缓慢下放钻柱时指重表悬重读数随着下放过程却上升。这一现象将会导致钻井报告和钻头记录出现误差,在深井钻机上这种现象尤其明显。经分析,绳轮摩擦损失以及钢丝绳自重是造成指重表悬重读数异常的主要原因。分别针对钻柱提升和下放过程、不同的绳轮摩擦损失,建立了大钩钩载与指重表悬重读数的定量关系,说明了该读数异常的合理性。最后,给出了深井钻机常用绳系下,钻柱起、下过程中,大钩所在位置指重表实际读数应该进行的定量修正。     

渤海油田自升式钻井平台就位精准选型技术

针对渤海油田就位条件的复杂化给自升式钻井平台在就位作业时带来的升船能力、覆盖能力、防碰避让、插桩安全等问题,即实际作业中经常出现自升式钻井平台作业能力与生产平台实际参数不匹配的问题,总结多年的就位选型经验,建立包括水深、气隙、覆盖能力等指标在内的精准选型计算公式和数学模型。现场应用效果表明,精准选型技术可安全、快速、精准地解决渤海油田自升式钻井平台开发井和调整井安全高效就位技术难题,对渤海海域就位作业具有较好的指导和借鉴意义。     

海洋钻机可控硅传动系统的设计及微机控制装置的功能配置

本文从钻井过程对可控硅(SCR)传动系统的工艺要求出发,讨论各种钻井电动机容量的计算力法和选用原则;控制系统的结构组成;调节器参数的设计等问题。并详细论述了钻机微机控制装置应配置的各种功能。     

绥中36—1 J区快速钻井表层固井装置的研究及其应用

本文应用板壳理论,对渤海绥中 36—1 J 区丛式井表层无钻井时间固作业方案进行了研究。对于表层环板结构,提出了环板简支中心固支边的受力模式,进行了推导和分析,从而得出了相应弯矩和应力计算方法及计算公式,从设计上确立了无钻井时间固表层作业的构想,并实现了这一构想,节约18.18 个船天,节约钻井费用360多万元。     

超深井钻机K型井架底座4种起升原理和特点

为了提高超深井钻机的性能和安装、拆卸效率,钻机生产商设计了以K型井架为主要结构形式的钻机,井架、底座的起升方式是其研究重点之一。介绍了K型井架底座的4种起升方式,及其钻机的结构特点、井架底座的起升原理,分析了各种起升方式适用的钻机井深级别。为超深井钻机的发展提出了建议。     

海洋液压钻机综合评价模型及应用

海洋液压钻机是以钻机的提升系统和旋转系统的动力源全部由液压泵提供为主要特点的一类钻机。液压设备的传动力矩大,控制简单方便,易于实现自动化、智能化等优点,海洋液压钻机已成为海洋钻修井装备中重要的一员。由于海洋环境的特殊性,海洋液压钻机的故障维修时间长。在钻修作业前,可以通过有效的风险评估手段,提前识别设备风险,及时处理设备故障,提高后续作业效率。基于模糊综合评价法,建立了海洋液压钻机综合评价模型,给出了各个评价因素的权重。通过实例计算表明,评估结果符合现场实际,可为预测设备风险提供参考。     

双液动小绞车在钻机中的应用

钻机设计、使用初期没有配备自动化井口机具。随着现代钻井技术的发展,钻井设备的自动化要求不断提高,井口机具的机械化、自动化是现代钻井设计的主要标志之一。目前,钻机上液气大钳、自动旋扣器的普遍应用已解决了钻具上、卸扣的问题;双液动小绞车在ZJ－15型钻机中的应用,解决了占油田现使用钻机60％的ZJ－15型钻机上吊钻具和甩钻的自动化或半自动化,减轻了工人的劳动强度,提高了生产安全系数。     

MZJ10煤层气钻机的研制

针对我国煤气层钻机多采用水源钻机和物探钻机,而且比较简陋,装机功率小,运行效率低和搬迁费用高的问题,根据煤气层开采的特殊性,研制了MZJ10煤层气钻机。该钻机为车装式、全液压驱动和控制,钻井所需的提升下压功能、旋转功能、循环功能、辅助设备和井口工具等全部实现了液压传动和控制,操作简便,自动化程度高。试验表明,在1000m钻井过程中,各系统运行平稳,各项性能指标符合设计要求。     

40DB钻机在导管架平台的应用

为了适应阿塞拜疆里海油区导管架平台的实际情况,对40DB钻机进行了改进设计。钻机的控制系统采用PLC控制技术和现代数字化通信技术,实现数控、电控、气控、通信的一体化设计,提升钻机的自动化水平。钻机主体带动绞车后台底座及猫道可沿导轨整体平移,平移距离最远达80 m。导轨的设计考虑了通用性,使得钻机可以在不同平台上实施钻井作业。井架采用节省空间的自升起升方式,猫道可实现提升钻杆的功能,钻机主体、钻井泵组、固控系统和发电机组等部件的安装位置受力分布要满足平台桩腿承载力的要求。现场应用结果表明,改进设计的40DB钻机各系统运行稳定,达到预期的设计目标。     

导向钻具几何造斜率的实用计算方法

根据三点定圆的数学原理，提出了导向钻具几何造斜率的精确计算公式，进而给出了简明的实用计算公式。文章的几何造斜率计算公式弥补了原三点定圆法没有考虑结构弯角位置对钻具造斜率影响的缺陷，揭示了三点定圆法误差过大的主要原因，分析了影响导向钻具几何造斜率的主要因素。还结合实例，阐述了利用几何造斜率进行弯壳体导向钻具组合设计的原理和方法。     

欠平衡/气体钻井设计与分析软件

国内开发的一些欠平衡钻井软件不能同时满足欠平衡钻井众多工况的综合设计和实时监测的需求,为此开发了欠平衡/气体钻井设计及分析软件。软件包括气体欠平衡、雾化欠平衡、泡沫欠平衡、充气欠平衡、液相欠平衡以及钻井知识库系统、模型对比、钻井方式选择、钻井方式转换、完井方式选择、设备选择、钻井液帽钻井、全过程钻井和动态模拟等功能模块,可以对多种欠平衡钻井方式进行钻前设计、随钻实时监控和完钻事后分析等全过程欠平衡钻井设计与监测,从钻前设计、钻中监控、钻后分析3个方面满足欠平衡钻井设计与施工的需要。现场应用结果表明,欠平衡/气体钻井设计及分析软件优选了欠平衡钻井水力参数计算模型,简化并修正了精度较高、可行性较好的模型,可对环空、钻柱的水力参数进行分段计算,与其他欠平衡钻井软件相比,更适合工程实际应用。