5LZl72-Ⅲ型长寿命螺杆钻具的研制

针对5LZl72-Ⅱ型螺杆钻具使用寿命短,难以满足施工要求的问题,通过改进旁通阀结构、研制等壁厚定子及配套转子、采用油密封传动轴以及挠轴等结构,研制出5LZl72-IU型高性能长寿命螺杆钻具。现场应用情况表明,5LZl72-Ⅲ型螺杆钻具在钻井液大排量条件下使用寿命为316h,该钻具在多口井的应用中均获得了260h以上的长寿命,同时减少了钻井过程中不必要的起下钻作业,提高了机械钻速,缩短了建井周期。     

5LZ172-Ⅲ型长寿命螺杆钻具的研制

针对5LZ172-Ⅱ型螺杆钻具使用寿命短,难以满足施工要求的问题,通过改进旁通阀结构、研制等壁厚定子及配套转子、采用油密封传动轴以及挠轴等结构,研制出5LZ172-Ⅲ型高性能长寿命螺杆钻具。现场应用情况表明,5LZ172-Ⅲ型螺杆钻具在钻井液大排量条件下使用寿命为316 h,该钻具在多口井的应用中均获得了260 h以上的长寿命,同时减少了钻井过程中不必要的起下钻作业,提高了机械钻速,缩短了建井周期。     

胜科1井钻具腐蚀防护技术研究与应用

针对胜科1井三开钻遇的多套盐膏层、盐岩层、软泥岩与膏泥岩互层,以盐水对钻具钢材的腐蚀规律研究为基础,探讨了钻具腐蚀的影响因素,在优选出的钻井液配方基础上进行了不同缓蚀剂的配伍性试验,采用欠饱和复合盐水防腐钻井液,在Cl-含量大于16×104mg/L,温度达到140℃情况下,有效地解决了钻具防腐问题.现场应用表明,欠饱和复合盐水防腐钻井液不仅流变性能满足了钻井需要,而且对钻具腐蚀小,平均腐蚀速率均小于0.05 mm/a.     

陶瓷功能梯度涂层的防垢机理研究

在对三元复合驱采油工况下抽油泵螺杆严重结垢的本质进行分析研究的基础上,采用热力学分析研究方法,以降低抽油泵螺杆表面能和改善表面摩擦性能为主要出发点,研究开发出陶瓷功能梯度涂层,其中F-W4涂层是以氧化物陶瓷为基、添加其它改性组分的表面改性涂层。对F-W4涂层的试验研究表明,这种涂层与镀铬层相比,具有表面能低、摩擦因数低、摩擦因数稳定以及基本不结垢等特点。     

螺杆钻具马达转子不同处理工艺的应用

螺杆钻具马达转子在工作过程中需要耐磨、耐腐蚀。阐述了现行的电镀硬铬、电镀W-Ni基合金、化学Ni-P镀、热喷涂陶瓷涂层的表面处理工艺,叙述了各种工艺的优、缺点,比较了性能,提出了改进方案,并提出应根据不同钻井液体系选择不同的表面处理方法。     

复合盐防腐钻井液的研制与现场应用

江汉油田钻井用饱和复合盐钻井液对钻具的腐蚀相当严重。研究了江汉油田常用钻井液处理剂和pH值对钻具腐蚀的影响,评价了5种缓蚀剂的抗氧、抗温及抗复合盐性能。由缓蚀剂TFC与TFE复配组成的复合缓蚀剂DFP具有良好的除氧、抗温、抗复合盐性能。经在两口试验井中应用表明,0.2％DFP防腐钻井液防腐效果明显,缓蚀率在8424以上;从井内起出的钻具表面光亮,在钻台停放12d不生锈。     

浅谈螺杆钻具的选择

在油气钻探作业中,科学合理地选择螺杆钻具可以充分发挥螺杆钻具的优势,提高钻井效率。从螺杆本体尺寸、弯度、稳定器结构、定转子头数比以及耐温性能等5个方面,详细讨论了螺杆钻具的选择方法。指出应根据钻井液设计排量确定对应的螺杆钻具尺寸,同时根据所钻定向井的设计造斜率确定螺杆本体弯度;螺杆本体稳定器的大小和形状需根据定向井轨迹控制的要求选择,定、转子头数比应根据对扭矩和转速的要求来选择。建议根据作业井井下温度范围合理选择常温螺杆钻具和高温螺杆钻具。讨论结果可为螺杆钻具的现场应用提供理论指导。     

复合盐防腐钻井液的研制与现场应用

潜江凹陷地下含有近千米厚的盐、膏及芒硝层,钻井时用饱和复合盐钻井液体系,以便与地下盐开层等配伍。由于饱和复合盐钻井液中合大量的Cl-、Ca2+、SO42-以及添加的成分复杂的多种处理剂,并由于高温产生溶解氧,使钻具腐蚀相当严重。按APIPR131、APIPR13B标准配制防腐钻井液体系,研制的增粘剂及部分降先水剂具有较明显的抗蚀性,应用时作为防腐钻井液的首选添加剂,经试验pH伍控制在8~10为最好。并根据腐蚀特征,研制了一种复配性援蚀剂——DFP,通过4口井(120C,3000m)的现场试验,防腐效果明显,缓蚀率达80%以上。钻具从井内起出表面光亮,在钻台上停放12d不生锈,较好地解决了江汉油田复合盐钻井液对钻具的腐蚀问题,具有较明显的经济效益和社会效益。     

预轮廓螺杆钻具研制及应用

介绍了新型预轮廓式螺杆钻具的核心结构和工作原理、技术特点,对结构优化设计和所采用的特殊制造工艺技术进行了探讨。通过分析和改进,加强了关键环节的控制,完善了设计和工艺,保证了成品的加工质量。经过型式试验验证了该产品较常规产品的技术优势,并确定了产品的技术参数。现场应用情况表明:采用预轮廓定子技术的螺杆钻具具有比普通螺杆钻具动力更强、使用更持久的优势,马达寿命>500h。对预轮廓螺杆钻具制造经验进行总结,并提出了今后的发展建议。     

聚合物盐水钻井液缓蚀剂WJF-1性能

在钻井工程中,钻具腐蚀是普遍存在的问题,且随着钻井向高速、深井方向发展而日趋严重.利用线性极化法、极化曲线法、室内动态挂片失重法以及现场试验,考察了复配缓蚀剂WJF-1对聚合物盐水钻井液的缓蚀性能.电化学试验表明,缓蚀剂WJF-1是以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,它的各组分有较好的缓蚀协同效应;室内模拟试验(温度为80℃、转速为2000 r/min、连续通氧)和现场试验中,复合缓蚀剂WJF-1的缓蚀率分别达到96%和90%以上,说明缓蚀剂WJF-1对聚合物盐水钻井液有良好的缓蚀性能.     

等壁厚螺杆钻具的研制与现场应用

为提高螺杆钻具的使用寿命,研制了等壁厚螺杆钻具。通过研究等壁厚螺杆钻具关键参数,确定了172mm等壁厚螺杆定子衬套厚度为10mm,定/转子头数比为5:6;室内等壁厚螺杆钻具与普通螺杆钻具的性能对比试验表明:同等条件下等壁厚螺杆钻具容积效率、转速、输出扭矩、总效率和输出转矩均优于常规螺杆钻具。在现场应用中,等壁厚螺杆钻具比常规螺杆钻具纯钻时间提高48.79%,机械钻速提高30%,进尺增加465.05m,取得了良好效果。     

关于采用氟化橡胶定子及镀铬转子提高井下螺杆动力钻具工作副寿命可能性的探讨

井下螺杆动力钻具的工作寿命是决定油气井钻井经济技术指标的重要因素之一。对井下动力钻具的分析表明，在1987年里，根据钻井地区的不同，采用清水钻进时，д1－195型螺杆钻具定子的平均工作寿命为132～181h，而采用钻井泥浆钻进时，为80h（苏尔古特油气田）。限定螺杆钻具工作寿命的关键部件是其工作副。例如，在被检修的89只螺杆钻具中，有66只工作副磨损（占67％），7只定子橡胶筒脱落（占7％），3只橡胶遭撕裂（占3％）。也就是说，在抽逃的螺杆钻具中，工作副损坏者占77％。全俄钻井研究院别尔姆分院的科技工作者完成了提高螺杆钻具工作副耐用性的试验研究工作，采用橡胶表面外理和金属表面强化的方法，来改善定子及转子的制造工艺。     

影响螺杆钻具工作寿命的使用因素分析

在定向井、水平井等特殊工艺井施工过程中,螺杆钻具的工作寿命直接影响施工井的生产时效和钻井周期。在螺杆钻具结构设计及生产质量确定的情况下,现场应用技术水平对其使用寿命的影响也非常明显。合理正确地使用螺杆钻具,可充分发挥其潜在工作寿命。文中以两套Ф172进口可调弯角式螺杆钻具在井使用情况为例,分析了影响螺杆钻具工作寿命的现场使用因素,结合目前现场应用条件,提出了针对性的技术措施,对现场合理使用螺杆钻具、提高其工作寿命具有一定的借鉴作用。     

等壁厚螺杆钻具研制与现场试验

等壁厚螺杆钻具是近年来研制成功的一种新型螺杆钻具,具有单级密封压力高、转速低、扭矩大、曲率半径小、使用寿命长、耐高温和使用更加安全可靠等技术优势,适合在常规生产井、深井、斜井和定向井中使用,但国内刚处于试验研究阶段。在介绍等壁厚螺杆钻具国内外发展现状、基本结构与设计要点的基础上,指出了等壁厚螺杆的技术特点及与常规螺杆的主要区别,并在2个区块、相同井型进行了2种不同形式螺杆钻具的应用试验。现场数据分析表明,等壁厚螺杆钻具在不维修情况下,累计下井使用时间平均193 h,比常规螺杆提高40%以上,机械钻速提高22%。等壁厚螺杆钻具的使用寿命比常规螺杆钻具长,且能有效提高机械钻速、缩短建井周期,可以推广应用。      

HJS-1井钻井液技术研究与应用

HJS-1井在施工中钻遇高压水层、水化分散能力强的的巴列姆阶、纽康姆阶的含膏泥岩、复合盐岩层、易漏灰岩等多套复杂层系,使用聚合物钻井液、KCl聚合物钻井液、超高密度盐水钻井液、聚合醇环保欠饱和盐水钻井液等多套钻井液体系,满足了钻井施工、坫质录井的需要。现场施工表明,KCl聚合物钻井液抗盐膏能力强;超高密度盐水钻井液有效防止了盐层的塑形蠕动,钻井液性能稳定;油气层使用聚合醇环保欠饱和盐水钻井液,满足对油气层保护的要求。在该区普遍采用油基钻井液的情况下,使用环保型水基钻井液完成了全井施工,达到了地质勘探的目的。     

使用螺杆钻具条件下钻井水力参数优化设计方法

螺杆钻具虽然应用广泛,但使用螺杆钻具条件下的钻井水力参数优化设计方法还不完善。为了指导钻井现场应用,以螺杆钻具的推荐工作参数为约束条件,应用数学规划方法建立了钻井液排量和钻头压降优选模型,给出了实用的钻井水力参数优化设计方法。研究表明,使用螺杆钻具时,应在螺杆钻具推荐工作参数内,以钻头水功率与螺杆钻具水功率之和最大为指标优选钻井水力参数;为了获得最优水力参数,螺杆钻具工作压降尽可能采用推荐工作压降,钻头压降尽可能接近螺杆钻具传动轴限定的最大钻头压降。      

钻具稳定器结构对复合钻井导向力的影响

单弯螺杆钻具+PDC钻头复合钻井已广泛在钻井提速和井眼轨迹控制作业中应用,对该类钻具组合导向力分析也有成熟的方法,但常常忽略螺杆稳定器结构的影响。为此,基于油气田现场作业应用的直棱和螺旋棱稳定器结构,讨论了螺杆稳定器外径和支点位置变化对钻具导向力的影响,建立了稳定器实际偏心距计算模型,提出了考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法。通过对单弯螺杆单稳定器钻具组合、单弯螺杆双稳定器钻具组合复合钻井导向力的分析,结果发现：①忽略螺杆稳定器结构的复合钻井导向力分析方法计算结果与钻具导向合力差别较大;②直棱稳定器由于棱槽包角的存在,等效外径周期性变化使得钻具组合导向力发生周期性增加或降低,变化幅度最高达50%,影响钻具导向稳定性能和疲劳寿命。进而提出建议：①计算复合钻井导向力时应采用考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法;②现场复合钻井时选用带棱槽包角为零的螺旋式稳定器或选用带棱槽包角小的直棱稳定器的螺杆钻具     

HJS-1井钻井液技术的研究与应用

在HJS-1井的相邻地区钻井过程中钻遇高压水层、水化分散能力强的含膏泥岩、复合盐岩层、易漏灰岩等多套复杂层系，井壁失稳导致了复杂事故的发生。使用聚合物钻井液、KCl聚合物钻井液、超高密度盐水钻井液、聚合醇环保欠饱和盐水钻井液等多套体系，满足了钻井施工、地质录井的需要。现场应用表明，KCl聚合物钻井液抗盐膏能力强；超高密度盐水钻井液性能稳定，有效防止了盐层的塑性蠕动，井眼稳定；聚合醇环保欠饱和盐水钻井液，有效地保护了油气层。该区使用环保型水基钻井液顺利完成了全井施工，达到了地质勘探目的。     

用于盐岩取心的钻井液及其应用

本文结合本地区盐岩层特点,以峰6井盐岩层取心为例,较详细地介绍了盐岩层取心的饱和盐水钻井液配方优选的室内试验、现场具体转化过程及应用效果。并对如何使用好饱和盐水钻井液谈了几点粗浅的认识。为盐岩层取心的钻井液选择、对付大段盐膏层提供参考。     

爆炸喷涂WC-Co涂层研究及在螺杆钻具中的应用

对爆炸喷涂WC- Co涂层的工艺研究表明: 采用还原性气氛, 即C2H2 /O2 值为1∶1 13~1∶1 25范围内, 可获得最佳质量涂层。对WC -Co涂层和MoCr铬镀层的摩擦学性能研究表明: 在水润滑条件下, WC Co涂层的耐磨性是MoCr铬镀层的10倍以上。爆炸喷涂WC -Co在螺杆钻具表面涂层的应用表明: 对于形状复杂的螺杆型面, 采用喷枪对称布置喷涂的方法可获得理想厚度的均匀涂层, 喷涂后的螺杆表面仅经过珩磨抛光, 不需要磨削加工即可满足工程应用。