运用能量法研究下部钻具组合的弹性稳定性

运用能量法对下部钻具组合中的钻柱弯曲特性进行了分析和计算。考虑到钻具在井下不仅受轴向荷载而且受横向均布荷载的影响,选择正弦三角级数作为纵横弯曲梁的挠曲方程,根据现场实际情况,考虑钻柱在转动时离心力对挠曲产生的影响,用能量方法求出了系统总的位能,并由此导出了此时钻柱挠度的计算方程。该方法不但简便,计算快捷,而且比过去的方法更为准确,为现场选择钻具结构,提供了理论和计算依据。     

可回收套管钻井关键技术及其应用

我国还没有关于深部钻井和大井段钻井的可回收套管钻井系统的相关应用和研究。为此,从套管钻井钻机、套管驱动系统、钻锁工具、井底钻具组合、导向钻头和井下扩眼器、固井装备等方面分析了套管钻井系统的结构特点及性能要求。同时指出可回收套管钻井技术与旋转导向和随钻测量技术结合可形成导向套管钻井技术,该技术可以很容易地进行定向控制,还可以减少甚至消除与滑动钻井相关的容积式液压马达的局限性问题。最后指出可回收套管钻井技术可以有效应对盐膏层和井漏等复杂情况,将在提高浅层油气藏开发效益,降低中深井钻井成本方面发挥巨大优势。     

浅造斜点与钻具疲劳累积失效的关系及启示

通常定向井深度在3 000~5 000m的设计造斜点为200~500m,而国内不同地区已发生多起因浅造斜点施工作业一定时间后出现频繁刺漏、断钻具等失效问题。为此,通过对几起案例的共性分析,以及进一步从材料力学和钻具疲劳的角度开展理论研究,得出了浅造斜点与钻具累积疲劳极限的关系及结论,主要包括:1发生严重的钻具频繁刺漏、钻具断裂的主要原因是钻具疲劳损伤累积;2造斜点越浅,钻杆疲劳所需的最低弯曲应力幅越小,较小的狗腿度即可达到损伤累积极限,井越深越危险;3钻杆镦粗加厚带及其附近位置为现代钻具生产的薄弱区,是最主要的应力集中点,成为最易发生刺漏、断裂的位置。最后,提出了设计、现场施工作业的预防措施:1若非特殊设计目的施工需要,钻井设计应尽可能避免设计浅造斜点的中深定向井;2针对浅造斜点井设计时,应根据钻具疲劳损伤累积法计算出最大许可狗腿度,从源头上避免钻具进入损伤累积极限区;3施工中应对钻具疲劳寿命做出有效预测,进行更严格的管理,对钻具做出及时检验和分级。     

钻具组合三维模型的实现

介绍了OpenGL的基本概念,OpenGL作为一个图形标准,具有强大的三维图形处理功能,但其建模功能较弱,而专业的三维建模软件(如3D MAX)却有着很强的建模功能。因此,将OpenGL与3D MAX相结合,将3D MAX所创建的模型导入到OpenGL环境中,重新构建三维模型,解决了OpenGL中的复杂三维建模问题。由此,实现了对钻具组合建模与OpenGL中的重新显示。     

气体钻井钻具冲蚀磨损试验装置

针对现有冲蚀磨损试验方法和试验装置不能模拟实际气体钻井过程气体携岩冲蚀钻具的问题,开发了气体钻井钻具冲蚀磨损试验装置。该装置由风机、送风管、加料管、混合室、加速管、试验管、连接管、旋风分离器、尾管、水箱、气体流量计等组成。它能模拟气体钻井过程中,不同气体排量、机械钻速等钻井工艺参数及不同属性岩屑对钻具冲蚀磨损的情况,具有结构简单、管道封闭、不污染环境、运行噪声小等特点;也可以开展管道气固两相流的相关试验研究。     

塔河油田12区优快钻井技术研究与实践

塔河油田12区上部地层疏松、可钻性好,钻井过程中易出现缩径阻卡现象;下部地层易剥落掉块、坍塌严重,易出现井下复杂情况或事故,且存在垂直裂缝或溶洞,易发生钻井液漏失。在分析了塔河油田12区地层特点及钻井技术难点的基础上,给出了适合该地区深井钻井的优快钻井技术,主要包括井身结构优化设计、钻头选型、井下动力钻具配合高效钻头快速钻进、井眼稳定技术、井眼畅通技术、防斜打快及优质钻井液体系等技术,使塔河油田12区钻井效率得到了极大提高。多口井的钻井实践表明,塔河油田平均钻井速度大幅提高,平均钻井成本不断降低,对油田增储上产、提高勘探开发速度起到了积极的作用,取得了显著的经济效益。     

干式非开挖钻具减黏脱附的新技术研究综述

针对钻掘技术的发展趋势.介绍了常用的螺旋干式钻进及土壤黏附的机理.分析了典型土壤动物非光滑体表特征及其非光滑脱附现象,结合减黏脱附技术的发展状况,探讨了开发减黏脱附仿生钻具的理论基础,阐明了其现实意义.从工程仿生学的角度出发,提出了开发仿生钻具的技术途径.     

数值模拟驱动的过钻具偶极声波测井仪设计

过钻具偶极声波测井仪能够提供详细的岩石物理数据,评估地层各向异性和裂缝,确定最小应力方向,可满足非常规水平井对压裂设计和优化的市场需求。通过数值模拟计算不同材料、不同结构、不同尺寸、不同边界条件下单极换能器和偶极换能器的声学性能,得到了单极换能器和偶极换能器关键设计参数。通过模拟换能器骨架、油腔和透声窗之间相互耦合作用对能量辐射与频谱的影响,形成了单极换能器和偶极换能器设计方案。通过模拟分析整支仪器在声学压电效应电路的多物理场耦合测井响应,进行了换能器优化设计,完成了数值模拟驱动的仪器设计。研究对于过钻具偶极声波测井仪设计、研发及应用具有指导意义,为加快过钻具测井技术研发与推广提供了技术支持。     

液压马达钻机施工顺层钻孔试验

针对高瓦斯及突出煤层顺层瓦斯抽放钻孔施工困难的问题,寻求一种新的钻孔施工技术。通过对煤矿井下煤层地质条件的分析,对孔底液压马达驱动钻头旋转结合水射流破煤的钻孔技术进行了试验研究。试验表明:该钻孔工艺技术有利于充分利用水力能量,降低钻杆磨损,减少了钻杆折断的概率;新型PDC钻头能更好地与煤层相适应,大幅度地提高了破煤效率,提高了钻进速度。     

工程钻机KTY3000A的新技术

介绍了工程钻机KTY3000A的主要技术性能,结构特点及工程施工中的应用情况。