定向井常用钻具组合

介绍了定向井钻井过程中“直-增-稳-降-稳”阶段常用的钻具组合,结合现场所用钻具,分析了各个阶段所用钻具的特点,并优选了钻具组合。     

防卡钻具组合及其受力分析

钻柱受力分析准确与否,对于提高钻井水平具有重要意义。由于钻柱是一根细长杆件,虽然每小段(如一根9m长单根)具有较大的抗弯刚度,但对整个长钻柱而言,几乎没有什么抗弯能力。而钻柱的变形又要受到井壁约束,钻柱与井壁接触处又有摩擦力作用,这就使得对钻具在进行受力分析时变得复杂和困难。为此,本文利用有限元法和接触理论对整体钻柱进行了三维静力分析。考虑到钻柱的刚性特征和井壁接触摩擦问题,引入空间多向接触间隙元(简称间隙元)理论,编制成相应的计算机程序。运用该程序,对定向井稳斜钻进中,常用的5种防卡钻具和1种满眼钻具进行了受力分析计算。结果表明,在一定的钻井条件下,防卡钻具能够取代满眼钻具进行稳科钻进,并可避免满眼钻具由于扶正器与井眼间隙太小而引起的卡钻现象。     

柔性钟摆钻具组合的应用

在易斜地层钻进时，带扶正器的防斜钻具组合的防科效果往往不甚理想。通过不断的实践和摸索，发现柔性钟摆钻具组合可取得比较满意的效果。其特点是钟摆力强、防斜降斜效果好，而且可在常压下钻进，既保证了井身质量又提高了机械钻速。文中对其防斜、纠斜机理及应用概况作了简短的分析，并提出几点结论和建议。     

用柔性增斜钻具实现定向井轨迹控制

为了解决定向井中大斜度井段的增斜和地层降斜作用较强井段的增斜问题,几年来,中原油田推广应用了柔性增斜钻具组合,取得了较好效果。     

单稳定器钻具组合在陕北定向井中的应用

分析了常规多稳定器钻具组合在陕北工区定向井施工中存在严重憋钻问题的原因,提出了应用单稳定器钻具组合的解决措施,并详细分析了其理论依据及作用机理。以其在ＤＬ－１１井中的成功应用为例,介绍了其钻进参数及应用效果。     

传统底部钻具组合在S形定向井中的应用

东海平湖油气田某S形定向井 ,在直径 311mm及 2 16mm井眼钻进中多次使用了传统非导向旋转底部钻具组合 ,均获得较好的使用效果 ,以简单的底部钻具组合有效地控制了较复杂的井眼轨迹。文中分析了底部钻具组合结构、钻井参数、地层特性及井眼几何特性等因素对底部钻具组合使用效果的影响 ,其结果可供类似井作业借鉴。     

川西新场地区中深丛式定向井防卡技术

川西新场构造沙溪庙气藏的主要开发手段是应用丛式定向井组,但在开发中期发生了7次卡钻事故,严重影响了该地区的勘探开发进程。对该地区卡钻井的情况进行了详细调研,确定卡钻的性质是黏附压差卡钻,借助相关数值模拟技术对该地区黏附压差卡钻原因进行了研究,得出卡钻的主要原因是该地区目前施工压差大、钻井液性能不稳定、井眼净化不良、轨迹控制和施工操作不当,提出了合理设计钻井液密度、控制合理井底压差、优选钻井液类型和性能、严格控制钻具在井内的静停时间、钻进和其下钻的过程中监控记录其摩阻与扭矩情况、优化井下钻具组合等现场技术对策。经过现场应用,获得了一套适合当前川西新场地区中深丛式定向井快速、安全钻进的防卡技术,取得了较好的应用效果,加快了新场地区的勘探开发步伐,同时对川西和其他老油气田防止卡钻事故具有借鉴意义。     

防粘卡钻具组合的改进及应用

在钻井过程中,钻具总有某些部位与井壁接触,当液柱压力大于地层压力时,便对钻具产生横向推力,使其紧贴井壁,造成粘卡。江苏油田地处水网地带,地质构造复杂,定向井的比例占85%以上,其中还有高难度的大斜度、大位移定向井,大幅度地增加了粘卡机率。     

柔性增斜钻具组合在冀东油田的应用

对比分析了常规增斜钻具组合的局限性以及柔性增斜钻具组合的优点。介绍了冀东油田常用的四种柔性增斜钻具组合的结构、特点及钻井参数。冀东油田４口定向井现场应用表明，该钻具组合能较好地解决增斜率达不到设计要求的问题。     

井控培训仿真系统及其应用

介绍了一种用于井控培训教学的计算机仿真系统。它由井控设备模型和计算机控制系统组成，可以对１５种表示溢流的异常现象进行仿真；可以在四种工作方式下模拟井涌、井喷、关井及压井等过程；可以在室内模拟钻井现场各种可能引起井喷的前兆并采取对策措施。该系统除了具有井控培训功能外，还有数字计算、压力检测、记录和回放以及成绩考核等功能。     

铝合金钻杆的特点及应用前景

随着油气勘探向深井、超深井、定向井、水平井、含H2S和CO2油气井、海洋井等复杂井的发展,研究适合复杂井况勘探开发的钻具成为必然趋势。分析介绍了铝合金钻杆在提高钻井深度、耐蚀性、降低大钩载荷和定向井及水平井钻井作业等方面的显著优势以及铝合金钻杆的应用前景。     

定向井钻柱摩阻预测与应用

以弯曲圆管的钻柱摩阻力学模型为基础,对定向井的摩擦阻力问题进行了分析研究。通过实例分析和计算,给出了摩阻分布曲线和地面大钩载荷,并在江苏墩塘油田定向井D2- 20井进行了应用,预测结果与实测结果吻合度较好。该结论可用于指导钻柱设计和地面设备选择等。     

Gilligan钻具组合特性分析与设计

用纵横弯曲法对水平井中双稳定器变截面柔性钻具组合（Ｇｉｌｉｇａｎ钻具组合）的力学特性作了详细分析，并通过现场数据验证了理论分析的正确性。用配套软件系统设计出适合于三种不同尺寸井眼的Ｇｉｌｉｇａｎ钻具组合，并给出了其极限曲率值     

钻杆内螺纹接头纵向开裂机理及材料性能指标研究

近年来由于深井、定向井等逐渐增多，油气井钻井中钻杆内螺纹接头纵向开裂失效成为常发事故。大量失效分析发现钻杆内螺纹接头纵向开裂的裂纹源是外表面及螺纹表面的摩擦热裂纹、钳牙咬痕等各种损伤，这些裂纹以脆性断裂或应力腐蚀机理扩展。虽然裂纹源很难避免，但如果能够阻止裂纹的扩展，也能够防止钻杆内螺纹接头纵向开裂失效。应用钻杆失效评估技术研究表明，横向材料冲击功大于80 J将避免钻杆内螺纹接头纵向脆性开裂失效。对钻杆接头材料进行SSC试验，发现如果将材料硬度限制在HB310以内，将明显减少钻杆内螺纹接头纵向应力腐蚀开裂失效。失效案例统计数据验证了这些结果。建议有关标准规定钻杆内螺纹接头的横向材料冲击功，如可行同时限制材料的硬度，选用高性能钻具，以此提高钻具使用寿命，确保钻井速度。     

一种新型随钻安全接头设计及其强度分析

在对钻井事故处理不断探索和总结的基础上，根据卡钻特点，提出了一种能很好地处理井下卡钻事故的新型随钻安全接头的设计方案，并对中轴的2种承载模型（上下滑键不对称和对称模型）进行了应力、塑性应变和变形分布分析。考察了2种承载模型的优劣情况，上下滑键对称模型的应力、塑性应变和位移分布均匀，协调性很好，建议设计中采用上下滑键对称结构。     

小尺寸变径稳定器在小井眼定向井中的应用

小井眼由于其井眼间隙小,井下容易发生阻、卡,为了防止阻、卡的发生,减少井下事故,研究了?165.1mm液力变径稳定器。对液力变径稳定器的工作原理、特点进行了论述,对防阻、卡的原理进行了分析,通过现场试验,得出液力变径稳定器耐磨损,寿命长;并可根据实际需要调整钻具组合,减少更换底部钻具组合的次数。     

偏重钻具防斜机理分析及应用

介绍了胜利油田胜北断裂带和坨胜永断裂带两个地层倾角为３０°～５０°区块上的钻井情况,分析了偏重钻具的结构及防斜、纠斜原理。５口井的现场应用表明,该偏重钻具能有效地解决大倾角地层钻井中易发生井斜的问题,值得推广应用。