无线指令电控式智能扩眼技术

针对目前常规液压式随钻扩眼器只能安装在定向井随钻工具的上部、扩眼后无法使用大排量循环等问题,研制了无线指令电控式液压扩眼器。该扩眼器将投球激活的液压扩眼器球座总成替换为传压系统,增加了脉冲器总成和电控系统总成,可通过钻井液脉冲信号和钻杆转速信号下传指令,控制刀翼的伸出与缩回。计算分析了传压系统传压孔打开时脉冲器活塞的受力情况,并利用流体仿真软件分析了传压孔的冲蚀情况。通过现场测试,无线指令电控式扩眼器设计合理,3种方式的指令下传成功,刀翼张开及回收正常,为智能扩眼器的进一步研究奠定了基础。     

固定翼扩眼器在某油田调整井的首次应用

由于领眼井设计井深较大,常规大尺寸12-1/4″和小尺寸8-1/2″井眼作业都会有较高的作业风险,井下情况难以控制,因此优选非常规尺寸9-1/2″井眼钻开领眼井,后续应用9-1/2″ x12-1/4″固定翼扩眼器优选钻具组合及钻进参数,扩眼钻进至侧钻井深,以充分利用已钻开领眼井进行常规12-1/4″井眼侧钻作业。此次为渤海油田首次应用固定翼扩眼器进行扩眼作业,为今后类似作业提供借鉴。     

扩张式随钻扩眼工具技术现状与发展建议

在指出扩张式随钻扩眼工具与其他扩眼工具比较具有的技术优势之后,介绍了国外几种典型的扩张式随钻扩眼工具的结构原理、性能特点和应用情况,包括Smith公司的Rhino一体化扩眼器、Halliburton公司的XR型扩眼器、NOV公司的Anderreamer扩眼器以及Tesco公司的Un-derreamer扩眼器等,随后简要分析了国内随钻扩眼工具的技术现状,最后对国内开展扩张式随钻扩眼工具研制提出了建议。     

套管钻井扩眼器结构设计与启动特性研究

针对常规扩眼器井眼扩大率较小,难以满足套管钻井作业要求的问题,设计了一种用于套管钻井技术的液压臂式扩眼器。综合考虑钻井液流量、主喷嘴结构、心轴与壳体的摩擦力等因素对扩眼臂张开程度的影响,建立了该扩眼器串联在钻头上方时扩眼臂的力学模型。计算表明,扩眼臂的旋转角速度与心轴上下运动线速度呈线性关系;扩眼臂与井壁接触后产生的反推力将阻碍其开启动作,接触力的大小受多种因素控制。扩眼器由液压驱动,扩眼臂的开启动作受喷嘴特性影响很大。实际应用中,应优化设计复位弹簧及心轴等部件,从而提高扩眼器启动的可靠性。     

大井径液压式扩眼器的研制与应用

中国石油化工股份有限公司承建的土耳其TuzGlü天然气地下盐丘储气库,需要将井眼由215.9mm扩至444.5mm,此类扩眼作业在国内外均属首次。在分析扩眼施工技术难点的基础上,利用先进的有限元和三维ProE软件对扩眼器进行了力学分析和优化设计,最终研制出了YK304-444.5液压式扩眼器。其结构组成和工作原理为:由本体、活塞总成、上下限位机构和切削刀翼等组成;依靠钻井液流经活塞上的喷嘴产生一定的压降,推动活塞下行张开3个扩眼刀翼,并由活塞上的支撑装置锁紧。采用新研制的扩眼器顺利地完成了UGS-6等井的扩眼施工作业,未出现工具损坏问题,扩眼后的井眼直径达到设计要求。同时还在实践中不断地完善了盐岩层的大井径扩眼作业技术,并优选出如下作业技术参数:1钻压应控制在30kN以内,以减小扩眼过程中的扭矩;2排量介于45~55L/s,转速介于60~70r/min;3在进行盐层扩眼时要求使用饱和盐水钻井液。     

射频识别随钻扩眼器的研制与应用

为了解决当前常规随钻扩眼器在实际应用中的问题,设计了一种基于射频识别控制技术的随钻扩眼器,实现了控制命令的井下无线传输和接收,并通过液压执行机构控制扩眼刀翼动作,实现井下扩眼操作。工具设计过程中,在射频识别天线外部安装铁氧体屏蔽环,解决了井下金属涡流对天线磁场强度的削弱问题,保证了井下射频识别通讯系统对控制命令的可靠接收;通过理论计算和仿真分析确定了液压执行系统最大承压能力,为电磁阀优选和液压回路承压设计提供了理论依据,保证扩眼刀翼的可靠锁止。设计的RFID随钻扩眼器成功进行了4口井的现场扩眼作业,验证了工具的工作可靠性和稳定性。     

双向随钻扩眼器刀翼设计研究及应用

借鉴金刚石钻头的设计理论,针对随钻扩眼器切削刀翼的特殊性,提出了一套专门适用于液压控制式双向随钻扩眼器刀翼冠部形状设计与布齿的理论及方法.应用该理论方法设计的扩眼刀翼既能满足扩眼作业的需要,又易于刀翼的加工制造.     

塔里木深井长裸眼扩眼技术

塔里木油田地质情况复杂,为了安全钻达目的层,对于一些复杂井要进行非常规套管程序设计,必须要有相应的配套钻井工艺技术。在?215.9mm井眼采用扩眼技术就是为了使?193.7mm无接箍套管能够顺利下入设计井深,塔参-1井使用水力扩眼器在?215.9mm井眼扩眼后,成功将?193.7mm无接箍套管下至6963.24m,段长1651.24m;在秋参-1井使用偏心钻头扩眼,成功将?193.7mm无接箍套管下至6271m,段长2800m,2种扩眼方式均取得了较好的扩眼效果,着重介绍了这2种扩眼方式的施工特点和技术要点。     

随钻扩眼器扩眼机构流场分析与优化设计

扩眼机构是射频识别控制随钻扩眼器的关键部件之一,其结构与性能关系着随钻扩眼器的成败。为此,优化设计了扩眼器短节,研制出具有自锁功能、可回收双台阶刀翼的扩眼器。该扩眼器的止推台阶可保证刀翼完全张开,后自锁台阶使刀翼自锁;采用三刀翼布局,合适的刀翼布齿方式、布齿密度及保径齿数量可保持扩眼井段井眼扩大率。现场应用结果表明:RFID随钻扩眼器扩眼井径达到设计要求,射频识别标签读取正常;既具备常规随钻扩眼作业连续性、快速性的特点,又可根据需要控制扩眼器多次开闭;可以在管柱中集成多个扩眼器,并按照设计程序控制各扩眼器刀翼的收放,实现复合扩眼作业。该扩眼器操作简单可靠,具有广阔的推广应用前景。     

ＲｈｉｎｏＸＳ８０００型扩眼器在渝东南首次运用的认识

ＲｈｉｎｏＸＳ８０００型扩眼器是斯伦贝谢ＲｈｉｎｏＸＳ系列扩眼器中的一款液压驱动的伸出式扩眼器,在川渝
地区尚无使用的先例。包２０１－Ｈ１是一口位于忠县—丰都区块大耳山背斜核部的开发井,在韩家店组钻进时,由
于地层破碎承压堵漏失败,决定通过增加一层１９３．６８ｍｍ套管的方式封隔漏层,且斜井段狗腿度大于５°／３０ｍ的
井段长达１３７ｍ,套管接箍外径为２０６ｍｍ,无法直接下入斜井段,决定选用ＲｈｉｎｏＸＳ８０００型扩眼器将２１５．９ｍｍ
井眼扩大至２４１．３ｍｍ。在扩眼施工过程中,通过对钻井液性能以及钻井参数优化等手段,最终完成扩眼工作并
顺利下入套管,并取得了良好的固井质量。     

随钻水力扩眼工具在渤海自营油田的成功应用

渤海自营油田QHD32-6-D29H2井Ф152.4 mm井眼下完井防砂管柱遇阻,扩眼钻进面临地层松软易产生新井眼、井壁稳定性差易发生井下复杂情况、井身结构复杂对扩眼工具强度要求高等难题。优选了可动翼液压式扩眼器进行扩眼作业,总结了一套随钻水力扩眼器使用流程和关键技术点,同时提出了钻井液性能控制技术、预防新井眼技术等关键配套技术措施,并在QHD32-6-D29H2井成功实施扩眼钻进作业,为类似随钻扩眼工具处理井下复杂情况提供了新思路,具有推广应用价值。     

美国GRANT6980型井眼扩大器

<正> 美国Grant石油工具公司生产的6980型井眼扩大器(下称扩眼器)的尺寸范围为8 3/8～36英寸,共有二十二种尺寸规格。图1为该扩眼器的结构示意图。这种扩眼器具有如下优点: 1.更换牙轮方便。扩眼器的牙轮可在钻台上快速、方便地更换,而不需任何割焊设备。 牙轮装有双重安全锁紧装置。其安装过程是:用一     

钻具组合对扩眼器振动的影响

已有研究表明扩眼器的横向振动是引起扩眼钻具失效的主要原因,而合理的扩眼器与领眼钻头的钻压分配与井下钻具组合则可以改善扩眼器的横向振动。以前在计算钻头与扩眼器的钻压比时常采用几何面积法,但这种方法影响因素单一。在PDC单齿受力模型的基础上,通过求出每个齿的受力,进而求出领眼钻头和扩眼器所受的钻压,再求得钻压比; 通过有限元仿真,分析了钻具组合对扩眼器振动的影响。结果表明:领扩眼钻具间的距离对扩眼器的振动有一定的影响,适当的距离可以有效降低扩眼器钻进时振动强度; 在本文工况下,领扩眼钻具间钻铤数量为2根时振动最小; 稳定器数量的增加可以减缓扩眼器的振动强度。研究结果可为随钻扩眼作业的提速提效给予技术支持。     

随钻微扩眼器研制及应用

弯螺杆钻具组合在水平井钻进中会形成螺旋状井眼,井壁上微台阶、微狗腿现象突出,导致实际井径比预期井眼小,易造成起下钻困难,划眼、电测和下套管时间长。在调研国内外随钻微扩眼器相关技术的基础上,研制了一种适用于Φ215.9 mm水平井的偏心式随钻微扩眼器,采用上、下两组螺旋刀翼清除井壁上微台阶、修整井壁改善井身质量,同时对岩屑床具有扰动破坏作用。现场应用表明,随钻微扩眼器微扩井眼效果好,应用井段的井径扩大最高9.53%;有助于减少划眼作业时间,提高起下钻时效,应用井段电测、下套管期间无遇阻现象。     

Rhino XS8000型扩眼器在渝东南首次运用的认识

Rhino XS8000型扩眼器是斯伦贝谢Rhino XS系列扩眼器中的一款液压驱动的伸出式扩眼器,在川渝地区尚无使用的先例。包201-H1是一口位于忠县一丰都区块大耳山背斜核部的开发井,在韩家店组钻进时,由于地层破碎承压堵漏失败,决定通过增加一层?193.68 mm套管的方式封隔漏层,且斜井段狗腿度大于5°/30 m的井段长达137 m,套管接箍外径为206 mm,无法直接下入斜井段,决定选用Rhino XS8000型扩眼器将?215.9 mm井眼扩大至?241.3 mm。在扩眼施工过程中,通过对钻井液性能以及钻井参数优化等手段,最终完成扩眼工作并顺利下入套管,并取得了良好的固井质量。     

威德福Rip-Tide扩眼器在渤海大位移水平井的应用

井下扩眼技术逐步在海洋钻完井作业中发挥重要作用,特别是在大位移水平井小井眼井段的钻完井作业中,扩眼技术的应用能有效地提高油气开发效率并减少钻完井事故的发生。但该类型井段的扩眼作业风险高,存在较大技术难度。文章介绍了威德福Rip-Tide扩眼器的技术特点与优势,并结合JZ9-3-D2H井的作业实际,总结了大位移水平井扩眼作业程序,分析了作业难点,提出了技术措施。     

经济高效的随钻扩眼新方法

介绍了一种先进的随钻扩眼新方法和工具。随钻扩眼技术与常规的先钻领眼后扩眼方法相比，可节省1～2倍的钻井施工时间，减小各层套管尺寸，减少起下钻次数，提高机械钻速，降低卡钻概率。随钻扩眼工具设计合理，强度高，灵活性强，可实现由地面控制扩眼器在井下的“开／闭”，现场应用结果证实，这是一种非常可靠的扩眼工具。     

乐东221气田A14H井表层定向及扩眼钻井技术

为解决南海莺歌海盆地乐东 22-1 气田表层松软地层定向造斜扩眼钻进困难、邻井相碰及易产生新井眼等钻井工程技术难题,提出了一种先钻小尺寸领眼,再用新型三级固定翼扩眼器定向扩眼,然后下入套管的海洋表层钻井技术.结合随钻测量仪和电子陀螺测斜仪钻进乐东 22-1 气田A14H井表层时,先用φ250.8 mm钻具定向造斜、钻小领眼,再用φ254.1 mm×φ349.3 mm×φ444.5 mm新型扩眼器将领眼定向扩眼至φ444.5 mm,下入φ339.7 mm表层套管并固井.现场应用表明,该技术解决了丛式井表层防碰难题,保障了疏松地层的造斜钻进效果,防止了钻井中扩眼钻具对领眼井造斜效果的不利影响,对后续类似井的钻井具有一定的借鉴价值.      

新型随钻液压扩眼器的研制

鉴于目前国内外随钻扩眼器存在的问题,以及不能满足海洋钻井技术要求的状况,研制了一种安全性和可靠性较高的新型随钻液压扩眼器。该液压扩眼器通过投球、憋压实现刀翼的收放。扩眼器直径为215.9mm,扩眼后井眼直径为254mm,误差小于5%,刀翼伸出力为15.533kN,刀翼的缩回力为55.477kN。现场应用表明,使用Φ215.9mm扩眼器扩眼后,井眼扩大率为20%～25%,能满足海洋石油钻探的要求。新型随钻液压扩眼器采用投球、憋压推动活塞高效运行的方法,使扩眼器刀翼伸出和收回的动作准确无误。     

油气钻井扩眼工具研究现状及发展趋势

随着技术的不断发展完善,扩眼作业已成为解决复杂深井阻卡、改良套管程序、提高固井质量以及降低钻井成本的重要手段。结合扩眼技术的分类和特点,着重论述了国内外扩眼工具的发展历程和目前处于主导地位的双心钻头、臂式和块式扩眼器的典型结构形式,给出了提高国内扩眼器技术水平的建议。国外公司在扩眼工具领域进行了长时间的研发,形成了较为系统的理论和系列化工具,而国内在此领域起步晚,需从计算机辅助设计、应用领域拓展和数据库建设等方面进行完善,逐步缩小与国外的技术差距。