旋转磁导向系统井下磁源优化设计

为了提高随钻探测过程中永磁体磁源的磁性能,增大磁源信号的使用范围,对旋转磁导向系统井下磁源进行了优化设计研究。根据电磁场理论及所用磁源的特点,建立了圆柱形永磁体电流模型;利用矢量磁位方程推导出圆柱形永磁体截面直径和长度与其空间磁场强度的关系,圆柱形永磁体的截面直径和长度决定了其空间磁场强度;并对不同几何参数的圆柱形永磁体和其所在磁短节的空间磁场强度进行了测量和分析。永磁体长度一定时,直径从10 mm增大到20 mm,其空间磁感应强度增加了近80%;长度从50 mm增大到100 mm,其空间磁感应强度增大了近200%。试验表明,内部并排平行放置永磁体的磁短节空间磁场强度与圆柱形永磁体的直径和长度均呈单调递增关系。等体积永磁体的空间磁场测量结果表明,长度与直径之比越大,永磁体空间磁场越强。因此,合理设计永磁体的几何参数,可以增强磁短节的空间磁感应强度,提高测量的准确性。      

柔性短节对推靠式旋转导向底部钻具组合造斜能力的影响分析

推靠式旋转导向底部钻具组合（ＲＳＢＨＡ）中普遍带有柔性短节结构。为准确认识柔性短节对推靠式ＲＳＢＨＡ造斜特性的影响,进而优化柔性短节以提高推靠式 ＲＳＢＨＡ造斜能力,文章通过建立推靠式 ＲＳＢＨＡ纵横弯曲梁力学分析模型,考虑钻头的切削各项异性,给出了 ＲＳＢＨＡ造斜率预测方法,分析了柔性短节位置及长度对于推靠式旋转导向双稳定器 ＢＨＡ造斜能力的影响规律。结果表明,相较于无柔性短节的 ＲＳＢＨＡ,柔性短节置于下稳定器之后可以提高 ＲＳＢＨＡ的造斜能力,距下稳定器位置越近,ＲＳＢＨＡ造斜能力越强;稳定器间距不变时,随柔性短节长度增加,ＲＳＢＨＡ造斜能力先增加后有所降低,存在一个最优柔性短节长度使造斜能力达到最大;随着两稳定器间距的扩大,最优柔性短节长度随之增加,并与两稳定器间距呈线性变化关系;而最优柔性短节长度在不同钻压、翼肋导向力条件下保持不变。     

长庆油田短靶前距水平井钻井关键技术

短靶前距水平井钻井技术在井眼轨道优化设计、下部钻具组合造斜能力预测等方面存在着难以准确预测最大造斜率和恒定曲率等技术难点。针对这些难点进行了分析,明确关键技术攻关方向为井眼轨道设计中靶前距与造斜率对摩阻扭矩的影响分析及下部钻具组合造斜能力预测方法的优选,提出了短靶前距水平井井眼轨道设计的主要思路,即采用单增剖面,考虑稳定器与结构弯角、井眼扩径、钻压等因素建立了基于平恒曲率法的下部钻具组合造斜能力预测方法,结合实例,论证了上述关键技术的可行性,证明所建立的预测方法能够有效地指导实钻条件下对下部钻具组合造斜能力的要求。     

同向双弯钻铤短节

同向双弯钻铤短节是配合井底动力钻具在井下造斜的工具，它优于普通弯接头钻铤短节，提高效率４５％，对付软地层造斜稳定，造斜率高。文中对其设计及工作原理及现场应用情况作了介绍。     

弱胶结地层水平井钻井技术探讨

水平井井眼轨迹控制的核心问题在于如何把握相对合理的全角变化率，而地层胶结状况（或地层物性）是影响全角变化率的关键因素之一。弱胶结地层水平井钻井主要存在全角变化率偏低、MWD信号传输不及时、底部钻具组合及钻进参数选择矛盾突出等技术难点。因此，应根据弱胶结地层的分布层位和厚度制定有针对性的技术方案和应急预案，宜使用大角度单弯动力钻具定向造斜钻进，而且钻具组合中要使用无磁承压钻杆和加重钻杆，尽量少用或不用钻铤，以保证井下清洁，提高井眼轨迹控制精度。以胜利油田埕52-平2井和草128-平4井为例，从钻井工程设计、钻井参数优选、底部钻具组合优化等方面对弱胶结地层水平井钻井技术进行了探讨。     

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在水平井钻井中，进行水平井造斜段实钻井眼轨迹中靶情况判别和待钻井眼轨迹的设计是非常复杂而又至关重要的问题，它们相互影响，并直接关系着水平井钻井的成败。文中揭示了实钻井眼轨迹和待钻井眼轨迹间的相互关系。首先通过实钻井眼轨迹数据和井下钻具的造斜能力来判别实钻井眼轨迹与原设计井眼轨迹的偏离情况，然后根据偏离的情况来修正待钻井段的井眼轨迹设计，并对待钻井段造斜钻具组合进行判别：当未发生偏离时，不改变原钻具组合，继续钻进；当实钻井眼与原设计轨迹发生偏离时，利用实钻中正在使用的造斜钻具另加一套稳斜钻具可准确钻达水平段的入靶点。这样可充分保证在钻达水平段入靶点时的垂深、水平位移都能达到原设计要求，为水平段在产层内准确钻进打下良好的基础。     

磁短节旋转磁场模型在水平井连通中的应用

运用Ｍａｔｌａｂ 软件仿真了磁短节旋转磁场模型产生的磁场强度信号,在该模型基础上反演得到了方位角、井斜角的计算公式。设计并制作了可在水平、垂直方向上偏转的机械旋转装置,用于模拟现场钻井时钻头带动磁短节的旋转。利用机械旋转装置在地面上模拟了地下２井连通过程,测量了水平角和方位角。实验结果表明：实际测量的磁场强度信号在经过滤波消除噪声干扰后与磁短节旋转磁场模型一致,证明了该模型的正确性;方位角与井斜角的测量误差在３８ ｍ 内不超过０. ４°,可满足连通时对定位精度的要求。基于磁偶极子的磁短节旋转磁场模型对提高水平井连通的中靶率和煤层气的开发具有重要的应用价值。     

曙古11水平井定向造斜段钻具组合导向能力计算分析

利用平衡侧向力方法和SABHA软件系统，对曙古11水平井定向造斜段钻具组合的导向能力进行了预测分析。结果表明，这种方法具有很高的预测精度。通过优化双稳定器滑动导向钻具组合的结构参数，可以获得较单稳定器滑动导向钻具组合更高的导向能力。     

Austin白垩层水平钻井中旋转钻具组合的卓越性能

把可变稳定器放在螺杆钻具的下部正被逐渐用于水平井钻进中，利用这种新型的井下钻具结构庆旋转时控制井斜，而且马达的原有钻速不受影响。应用这种新型的井下钻具组合可以减少起下钻次数；增辕水平段长度，减少泥浆添加剂的使用凤及在深井、和高温井下延长ＭＷＤ和马达的寿命。另外，现场试验前的软件模拟提供了较准确的井下钻具组合，进一步减少了现场试验的费用。     

应用于中曲率水平井的钻具倒装结构

应用于中曲率水平井的钻具倒装结构钻具倒装结构常用于中曲率水平井二次增斜井段以及以后各井段的施工。常见的钻具组合有三种。分别是：用于造斜井段的钻具组合：钻头＋扶正器＋无磁钻铤一根＋ＭＷＤ专用短节＋无磁钻铤一根＋钻杆（０～１．０ｍ）＋加重钻杆（８０～３０...     

磁力随钻测量磁干扰校正方法研究

为提高磁力随钻测量的井眼轨迹精度,研究了随钻测量磁干扰校正方法。利用随钻测量参数,计算井斜角、工具面角和方位角;采取360°旋转钻柱记录、分析径向磁力计读数的方法,纠正磁热点引起的径向磁干扰;采用循环迭代的方法,纠正钻柱磁化引起的轴向磁干扰。通过仿真测量参数、磁干扰数据和地磁参数,应用磁干扰校正方法计算得到校正方位角,并与实测方位角、真实方位角进行了对比,结果发现,在其他井眼参数保持不变的条件下,井斜角接近90°或方位角接近90°、270°时,实测方位角误差变大;井斜角接近0°或方位角接近0°、180°时,实测方位角误差变小;真实方位角为0°~180°时,实测方位角比真实方位角小,真实方位角为180°~360°时,实测方位角比真实方位角大;井眼轨迹接近水平东或水平西方向时,轴向磁干扰的校正效果最差。磁干扰校正方法能够提高方位角测量精度,减少无磁钻铤长度。      

CTB型磁力泵磁性失效原因分析

本文通过对磁力泵磁路的结构设计，磁路零件材料的选择和影响磁力矩的因素等方面进行探讨，初步分析了CTB型磁力泵磁性失效的原因。     

磁力随钻测斜仪轴向磁干扰校正方法

针对磁力随钻测斜仪在受到轴向磁干扰时会出现方位角测量结果不准确的问题,在介绍磁力随钻测斜仪测量原理的基础上,研究了Russell法和短钻铤测量修正法2种间接磁干扰校正方法的原理及迭代计算过程,提出了矢量和法和钻具截面法2种直接磁干扰校正方法,并对这4种方法进行了数据仿真分析。数据仿真结果表明,直接校正方法计算简单,但具有一定的局限性;间接校正方法计算复杂,但具有较好的准确性。在其他井眼参数不变的条件下,方位角偏差随干扰磁场增强而增大;在轴向干扰磁场固定的情况下,方位角偏差随井斜角增大而增大,井斜角相同时,0°~360°范围内方位角偏差先增大后减小,呈现对称性;井眼轨迹接近水平东西方向时,轴向磁干扰的校正效果最差。4种校正方法均可以降低轴向磁干扰对方位角测量精度的影响,减少无磁钻铤的使用长度,具有较好的现场实用性。      

地磁环境下井内装备的磁化磁场强度及影响

邻井套管受到地磁场磁化产生磁化磁场,影响附近的地磁场,并影响测斜仪的磁测量参数,对钻井施工中井眼轨迹防碰和定向施工造成影响。建立了邻近油井为磁干扰源的磁场模型,分析结果表明:竖直井筒在地磁场作用下受到磁化产生的磁化磁场在一定区域内对地磁场产生了干扰,从井筒外壁到距离井筒轴0.5m为强干扰区域,距离井筒轴0.5～2.0m为少量干扰区域,距离井筒轴2～3m为无干扰区域,设计的井间距应2m。     

磁流体润滑剂的应用

磁流体润滑剂是由超顺磁性的纳米颗粒弥散在基础油中构成的。综述了磁流体润滑剂的应用情况。     

МОЖ型磁防蜡器

最近 ,俄罗斯科研人员成功地研制了МОЖ型永久性磁防蜡器。矿场实验表明 ,МОЖ型磁防蜡器可使油田油气产量稳定增加 (平均为18% )。在出口管线中安装МОЖ磁防蜡器后 ,其清蜡次数明显减少 ,处理周期增加了 2～ 5倍。该工艺既不需要电能 ,也不需要任何化学剂 ,在多数情况下无须提升油管。工作一至三周后磁防蜡器成本得到回收。磁防蜡器在自喷和机械采油 (电泵、杆式泵 )井中均可应用。     

Magnetic nanoparticles in petroleum

Superparamagnetic colloid particles of iron oxides with typical dimensions of 50–100 nm in length and 10–15 nm in diameter have for the first time been detected in paraffin wax deposits withdrawn from a producing oil well. These particles occur in fractal aggregates of petroleum colloid particles. The results of the study formed the basis for the development of magnetic means of controlling the physicochemical properties of petroleum. The presence of iron oxide nanoparticles can lead to catalytic transformations of petroleum during its industrial processing. The composition of paraffin wax deposits was determined with the use of transmission electron microscopy in combination with the techniques of powder microdiffraction, characteristic electron-energy-loss spectroscopy, and electron magnetic resonance.     

全天候磁力呼吸阀

介绍了全天候磁力呼吸阀的结构、工作原理和技术特点,对其工作原理和大小呼吸的不同工况进行了分析,描述了该阀的技术性能。