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几种钻井工具浅析

2020-04-14 09:45:22

随着油气钻井向着深井、超深井、高压油气井、海洋深水钻井、大位移井等领域的转移,钻井T程所要面对的复杂状况越来越多。钻井T具作为打开油气通道的重要设备,越来越受到石油工程界的重视。近年来,研制开发了一些新型钻井工具,如旋转导向钻井系统、遥控变径稳定器、液力加压器等,它们在提高机械钻速,缩短钻井周期,降低钻具磨损等方面起到了重要作用。


1.典型旋转导向钻井系统工具


旋转地质自动导向钻井技术是20世纪90年代初期发展起来的一项钻井新技术,可以实现井眼轨迹的连续控制,代表了钻井技术发展的非常高水平。旋转导向钻井技术包括地面监控系统、井下旋转导向钻井工具系统和随钻测量系统。地面监控系统用来完成旋转(地质)导向二维建模、定向井水平井剖面设计或修正设计、底部钻具组合受力分析、井下信号解释处理、井眼轨迹参数计算等工作。井下旋转导向钻井工具系统包括导向装置、双向通讯和动力模块、无磁模块稳定器等井下工具。随钻测量系统包括传感器模块、优化旋转密度仪和动态与压力模块等随钻地质特性和钻具特性测量T具。旋转导向钻井系统具有以下优点:(1)使用一套钻具组合完成定向造斜、增斜、稳斜和水平段等各种井段钻进任务,减少起下钻更换钻具组合的时间,提高钻井时效;(2)能够实现井眼轨迹的平滑、连续钻进,及时测量,能提高井眼轨迹控制精度;(3)不会影响井壁的稳定性,减少了造斜肋块磨损;(4)自动导向控制,靶点井斜角控制并保持在-4-0.2。,A、B靶点纵向距离控制并保持在-4-0.4m之内。目前商业化应用较广泛的旋转导向系统有斯伦贝谢的Power Drive、哈里伯顿的Geo—Pilot、贝克休斯的Auto Track等。

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2.遥控变径稳定器


遥控变径稳定器通过地面操作者发出信号对井下稳定器直径进行控制,当其为大径状态时,起稳定作用;当其为小径状态时,失去稳定作用。它主要由壳体、下接头、活塞、心轴、斜面体、控制器、复位弹簧、平衡活塞和信号发生器等部分组成,如图4所示。


遥控变径稳定器是螺旋翼片压力驱动式可变径稳定器。它的每一个翼片有5个活塞、5个活动斜面体,每一个斜面体调节3个活塞,每一个活塞有一个斜面,所有的斜面一起活动,当压差作用在活塞下部斜面体上时,活塞向外伸展。活塞的伸缩是通过凸轮筒控制的,活塞通过压差保持工作状态。当带有斜面的心轴通过作用在自身的压差向下移动时,斜面同时推动所有活塞,活塞从自由状态向外移动,并通过压差控制,在凸轮筒巾保持固定.当停泵消除压差时,内部弹簧回弹,心轴恢复原位,活塞收缩,并且引导凸轮筒到达下一个位置。重新开泵将引导稳定器从自由状态到另一个工作状态。这时,活塞通过压差在凸轮筒中保持固定。当压差变化时,活塞重新恢复下一个状态。


遥控变径稳定器能改变井下工具的工作状态,实现导向控制。也可以增加井下控制机构,实现开环遥控。应用遥控变径稳定器,可以解决钻具组合起下钻的阻卡问题;利用井口遥控改变稳定器的位置和外径,可以改变井下钻具组合的性能。这种控制方式从整体上降低了井下钻具组合对计算条件和地层因素的变化及随机因素等多种干扰的依赖程度,钻出比较合适的井眼轨迹。


牡丹江瑞泰石油机械有限公司成立于2011年3月,依托牡丹江石油钻采特色产业基地,通过全体员工的共同努力,现已经发展成为行业内发展和成长性企业之一。公司占地面积10000平方米,建筑面积3000平方米。拥有各种机械设备包括通用、专用机床、数控机床、冷热加工设备、43台(套),水、电、汽自成体系。公司现有员工65人,其中工程技术人员、专业管理人员52人,已形成年产3000万元的加工能力。目前公司为中国石油天然气集团公司和中国石化集团公司一级网络成员单位。并通过了ISO9001质量体系认证和美国石油协会的ATP认证。公司主业是为石油工业生产和设计钻采工具和配件。主要有打捞工具、钻井工具、修井工具、磨铣工具、固井工具、采油工具七大类,200多个品种,2000多种规格的产品。公司产品遍销20多个路上石油、海洋石油,并出口伊朗、沙特、卡塔尔、也门、阿联酋、苏丹、哈萨克斯坦、委内瑞拉等十几个国家和地区。

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