隔水管万向节挠性元件刚度计算等效单元方法研究

隔水管万向节由多个挠性元件组成,有限元计算时需考虑挠性元件中橡胶-钢层状结构复杂的接触以及橡胶材料的非线性,导致计算效率低。研究了挠性元件的一种等效单元,可大幅提高万向节的计算效率。首先,利用ABAQUS软件中的弹簧单元、连接器单元和子结构单元对橡胶柱建立不同单元模型并进行有限元分析; 然后,基于有限元分析优选出最佳等效单元,建立挠性元件等效单元模型。最后,对挠性元件不同载荷下等效模型的拉伸刚度、压缩刚度和弯曲刚度进行分析,并与挠性元件实体单元模型分析结果进行对比。结果表明:基于连接器单元建立的等效模型可以有效代替挠性元件并提高计算效率。研究结果可以为隔水管万向节挠性元件的有限元分析提供参考。     

渤海油田浅层大位移水平井钻井关键技术研究

渤海A油田浅层大位移井最大水垂比为2.98,突破了渤海湾水垂比的现有极限。其浅部地层疏松,井眼轨迹控制难度大,泥岩易水化膨胀,频繁出现倒划眼困难和下套管遇阻等复杂情况。针对以上问题,在定向井轨迹设计、大位移井安全钻井周期、井身结构优化、大位移井摩阻扭矩及钻井液性能等方面进行了技术研究。结果表明,采用大位移井均布设在外排井槽,保持井斜角为73°～76°、浅部地层使用大弯角马达,深部地层使用旋转导向进行钻进,大位移井安全钻井周期约为32 h,建议钻进过程中提高机械钻速;井深在4 000～4 500 m的大位移井,推荐采取五开井身结构;反演得到大位移井套管内摩阻系数为0.25、裸眼内摩阻系数为0.35～0.40,推荐Φ244.48 mm套管选择69.94 kg/m(47 PPF),作业时可根据实际情况选择部分漂浮、全漂浮+旋转以及部分漂浮+旋转这3种下套管方式;储层段采用"预防为主+防堵结合"思路,在传统的无固相钻井液中加入超细碳酸钙,提高承压封堵性能及储层保护性能。该研究成果对于浅层大位移井的设计和施工具有一定参考意义。     

气体钻井钻柱失效因素分析与对策研究

文章通过对2005～2021年期间川庆气体钻井所发生的76次断钻具故障的统计分析,认为气体钻井中钻具失效的主要原因在于钻具疲劳、钻具振动、化学腐蚀以及高速冲蚀破坏等几个方面。其中,采用空气锤钻进时,在冲击力作用下钻具的瞬时中和点上移,疲劳点不一定集中于近钻头的?228.6 mm钻铤;高频段的钻具振动对钻具产生的破坏影响较小,而低频段的钻具振动会引发低阶钻柱共振,进而引起钻具振动失效;在地层产水条件下实施气体钻井时,钻具易发生溶解氧腐蚀和二氧化碳弱酸性腐蚀,造成钻具的点蚀破坏;井底岩屑伴随高速气体呈间歇性的高速撞击钻柱形成冲蚀破坏,是造成钻具磨损失效的主因。基于上述原因分析,从优化钻具组合、完善雾化基液缓蚀工艺和气体注入参数等方面提出了具体的对策,为减少后期气体钻井过程中钻具失效机率做参考。     

抗温抗污染油基钻井液乳化剂的研制及在阳101区块的应用

针对页岩气地层埋深不断增加和其它工作液因施工不当侵入油基钻井液体系中导致其性能下降,且目前市场上的乳化剂不能很好的解决此问题,开展抗温抗污染乳化剂的研究。以天然松香酸、多烯多胺、马来酸酐为主要原料,通过酰胺化、Diels-Alder两步法反应合成一种抗高温抗污染乳化剂NY-4。对NY-4进行结构表征、性能评价及机理分析。红外图谱分析表明松香酸、多烯多胺及马来酸酐均参与了反应,使乳化剂具有抗高温抗污染结构基团。乳化剂加量为3%～5%时可配制出油水比为60:40至90:10、密度为1.50～2.71 g/cm3的油基钻井液,该剂配出的油基钻井液抗温可达230℃;密度为2.3 g/cm³时,在230℃下静置5 d,沉降因子SF小于0.51;抗岩屑污染为10%,抗现场水基钻井液、水泥浆前置液和水泥浆侵污为8%。通过在阳101H2-8井的应用,该乳化剂能够在185℃温度下保持钻井液性能的稳定,协助钻井工程刷新了当时中国石油页岩气井深、储层埋深4 000 m以深水平位移最长两项记录。     

自动垂直钻井工具在蓬莱气区推广应用

四川盆地地质条件复杂,川中蓬莱气区雷口坡～嘉陵江组挤压褶皱变形、地层倾角大、自然造斜率高,常规的弯螺杆定向+复合钻进方法纠斜效率低,机械钻速慢,钻井周期长,成为该区提速增效的技术难题,影响整体开发效果。为达到解放钻压、防斜打快、提高机械钻速,实现优快钻井的目标,在雷一段～嘉陵江地层和雷一段～飞仙关地层,应用自动垂直钻井方法,使用Power-V、VertiTrak垂钻工具,钻进过程中解放钻井参数,闭环自动调整,使井斜保持垂直,对克服该地区地层倾角大的井斜问题具有针对性。因此进行了工具优选、施工参数优化和配套技术方案的实施,在PSX13、PSX6井等6口井的钻井中,平均机械钻速为8.45 m/h,是未使用该工具邻井的5.71倍,井斜控制在1°以内。其中PSX6、PSX9井等实现一趟钻超千米进尺,实钻数据表明应用先进的垂钻技术在蓬莱气区降斜提速的效果显著,取得了良好的经济效益和社会效益,可在蓬莱气区进一步推广应用。     

随钻超声井眼成像可行性实验研究

随着油气勘探开发难度的不断增大,地质与工程条件日趋复杂,施工风险日益加大,井壁失稳、垮塌等问题制约钻完井工程效益及安全,随钻超声井眼成像技术可以在随钻工况下实时测量高精度的井径大小与井壁特征,获取高质量的井眼图像,为钻进过程中井眼工程状况和质量的监测提供了解决方案。为研发随钻超声井眼成像工具并对图像进行准确解释,进行了随钻超声井眼成像可行性实验研究。设计搭建了实验装置与实验平台,制定了实验方案,进行了室内模拟实验,分析了不同测量距离、不同待测物、不同传输介质对超声波传输时间与回波幅值的影响。实验结果表明：超声波传输时间与测量距离呈线性正相关,可以用于井径的测量及井眼形状的识别;超声波回波幅值对井壁特征敏感,可以用于井壁缝隙、孔隙等特征的识别与成像;随钻超声井眼成像方法可以适用于高密度油基钻井液中。     

我国地质岩心钻探设备发展历程及方向

通过回顾我国地质岩心钻探设备发展历程，分析岩心钻探设备的现状、优势和不足，提出了对其今后发展的几点看法。     

SLB56／75型“三合一”取心钻进系统

论述了将绳索取心、螺杆钻、不提钻换钻头三项技术结合在一起的新型取心钻进系统。介绍了系统的结构、工作原理及其技术性能参数和操作要点。     

塔里木盆地深探井钻井工艺技术

地矿部石油地质海洋地质局在新疆塔里木盆地组织了大现模的石油勘探会战。在认识地层环境因素的基础上，形成了以地层压力检测、优化钻井设计及优选参数钻井为主要内容的深探井钻井工艺技术。通过运用该项新技术，加快了该区油气勘探的步伐。     

车载钻机CAN总线数据记录仪设计

针对车载钻机在施工现场使用的需求,设计了一种基于CAN总线的数据记录仪.文中首先介绍了总体构成,然后详细设计了以单片机LPC1768为核心、以CAN和USB为通讯方式、以SD卡为数据记录存储单元的硬件电路,并以LabVIEW为平台详细开发了系统配置和数据处理软件,实现了对车载钻机作业参数的实时记录,方便后期的故障查询和分析.应用及试验结果表明,该记录仪满足车载钻机使用需要,实用性强、便携性好,同时具备良好的扩展性及应用前景.