新4 3/4in旋转导向系统与高性能钻井马达结合减小了小直径钻杆旋转钻井的风险

基于在大直径井眼中的成功应用,旋转导向钻井成为6in井眼段稳定的钻井方法.然而,旋转钻井在小井眼的应用也带来了一些担心,包括为达到可接受的机械钻速对地面高旋转速度的要求.因此,这些旋转系统需要在小直径钻杆上施加非常高的动载荷.一种新的旋转导向系统已经研制成功,这一系统将井底组合与高性能钻井马达融为一体.通过井下马达驱动钻头,钻杆旋转速度和钻头承受载荷减小的同时机械钻速提高了.在减少钻柱应力的同时,改善了钻井性能.     

旋转导向钻井系统

导向泥浆马达已在定向井和水平井钻井得到了广泛的应用，但它们存在作业效率低、机械钻速慢、钻头选型难、泥浆马达－钻头组合性能差等局限性。为克服这些局限性，满足大位称井的钻井需要，Ｃａｍｃｏ公司、ＢａｋｅｒＨｕｇｈｅｓＩＮＴＥＱ公司、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ钻井自动化中心等都在研制旋转导向钻井系统。介绍旋转导向钻井系统的工作原理和发展前景。     

机械式旋转冲击钻井提速工具应用研究

近年来,我国石油行业钻井深度不断增加,岩石硬度越来越高,可钻性变差,严重制约了我国钻井速率的提高。旋转冲击钻井提速工具是解决深井钻井难问题的新的途径。介绍了旋转冲击钻井提速工具的种类,其中,机械式旋转冲击钻井提速工具工作过程中钻井液不直接参与冲击工作,其主要部件为马达驱动总成、万向轴总成、传动轴总成及冲击锤总成,介绍了机械式旋转冲击钻井提速工具的工作原理,其冲击作用主要由凸轮组机构或啮合齿机构所产生,冲击频率和冲击功可实现稳定输出。此工具可大幅提高机械钻速,提高钻井效率,并且可以采用小钻压钻进,有利于保护钻头,并减小井斜的发生。在A23井机械式旋转冲击钻井提速工具机械钻速为0.92 m/s,比使用普通钻井工具在相同地层并且钻井参数相近的情况下,机械钻速提高13.4%,钻头基本保持完好,B25井提速效果达到89%,证明机械式旋转冲击钻井提速工具的提速效果与保护钻头的功能,因此旋转冲击钻井工具具有广阔的应用前景。     

Tesco旋转导向套管钻井技术

为了使旋转导向套管钻井技术在我国的石油钻井行业中得到应用,介绍了Tesco公司旋转导向套管钻井技术特点,从井下和地面配套设备2方面介绍了旋转导向套管钻井系统的构成,并与常规定向钻具可回收式套管钻井系统进行了对比,同时分析了不适用旋转导向套管钻井技术的情况,借助马来西亚国家石油公司3口批钻井对旋转导向套管钻井技术进行了现场应用。应用结果表明,旋转导向套管钻井技术缩短了总的钻井周期,套管钻井省去了起钻、通井、循环和下套管的时间;具备常规旋转导向钻井的优势,降低了滑动钻进的事故发生率,所钻井眼轨迹平滑,并且提高了钻井机械钻速。建议我国加快技术研发,使旋转导向套管钻井技术在我国的海洋钻井中发挥出巨大优势。     

旋转闭合钻井系统

据美刊ＷｏｒｌｄＯｉｌ报道,ＢａｋｅｒＨｕｇｈｅｓＩｎｔｅｑ公司的ＡｕｔｏＴＲＡＫ旋转闭合钻井系统（ＲＣＬＳ）于１９９９年２月钻成一口延伸井（３１５Ｊ—１１ＡＨ井）后,累计进尺达９１４４０ｍ。该系统与ＬＷＤ传感器、普通钻头和井下定向装置一起,仅用八、九天时间就完成３１５Ｊ—１１ＡＨ井的２６１７ｍ水平段,而采用常规钻井方法需１４－３天。ＲＣＬＳ系统与井下导向机构、自控系统和随钻测量装置一起,通过地面与井下双向通讯来实现对钻井过程的控制。它克服了导向马达系统的缺陷,提高了机械钻速,能始终按设计…     

连续油管钻井达到了新的深度

文章介绍了混合式连续油管钻井设备的优点，连续油管钻井取消了连接钻杆的X-序，缩短了整个钻井作业的周期，然而，连续油管钻井也有局限性。若用连续油管钻井钻定向井，在用一台螺杆泵和一个可调整的弯接头进行调控时，井眼直径要限制在大约64／1英寸。此外，随着井深的不断增加，对调控能力的掌握是有疑问的，在用连续油管钻直井时，若超过5000英尺，司钻将很难保持井眼始终处于垂直状态。下垂式钻头（drOP—bit）技术和旋转导向系统（RSS）工具两者能成功地控制偏移角，并使井眼恢复到垂直状态，与标准的PDC钻头设计相比，由于降低了机械钻速，下垂式钻头技术很明显也有不利条件，由于使用了旋转导向系统（RSS），为了优化井底钻具组合，还要求进行附加试验，因为旋转钻井能用来增加螺杆的动力，在连续油管钻井时使用的螺杆，应该使用均匀的直径设计，主要是因为在高扭矩条件下，故障率最低。连续油管钻井提供了在高机械钻速条件下的优点，然而，即使在坚硬岩层内钻井的情况下，也保持了钻头与井底接触的能力，消除了接单根及测斜的时间，同时在不使用传统定向仪器情况下就实现了定向控制，节约了额外的时间，这显示了连续油管钻井的优点。连续油管钻井在加拿大西部地区浅层气钻井市场彻底地发生了变化，不断增加的成本迫使作业者对传统连续油管钻井的局限性进行试验，康菲石油公司（ConocoPhillips）将技术创新和钻井技术变革相结合，并加以应用，成功地提高了连续油管钻井的效率，近来，该公司在定向井钻井和深井直井钻井两个重要领域解决了连续油管钻井载荷扩大的问题。     

旋转导向钻井技术向综合应用方向发展

旋转导向钻井系统是20世纪90年代问世的一项钻井技术,目前正在向着综合应用方向发展。HydroE＆P公司应用过油管旋转导向钻井技术和过油管钻井技术在Njord油田成功钻成一口井,这是世界上第一口采用过油管旋转导向钻井技术完成的油井。康菲公司在得克萨斯州南部的Lobo走向带利用套管钻井技术配合旋转导向马达钻成两口试验井,为在套管钻井中应用旋转导向系统开辟了先例。     

导向钻井系统的正确使用方法

ＭＷＤ系统、导向马达系统和优质钻头构成导向钻井系统，通过连续控制，既可提高机械钻速，又可提高井眼轨迹控制精度。本文介绍了导向钻井系统的结构、原理、操作中正确使用的方法，结合张１８─３０等４口井实例进行了应用效果分析。     

旋转导向钻井技术的新进展

旋转导向系统（RSS）是在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系统，自20世纪90年代出现以来便掀起了一场定向钻井技术的革命。在RSS出现以前，多采用由泥浆马达驱动的滑动导向钻井系统实施导向钻井。     

套管钻井技术在定向井上的应用

使用套管钻定向井的目的是解决井下复杂问题,简化钻井程序,降低钻井成本.套管钻直井的效果得以证实以后,又加大到钻定向井方面.定向套管钻井系统使用一套位于套管下端的电缆可回收式定向钻井装置,替代了钻杆钻井时使用的常规定向工具.可回收井底组合需要从套管内穿过,对钻头、稳定器、泵等下井工具的尺寸都有所限制,其工艺在提高机械钻速、定向控制方面仍有待改进.套管代替钻杆作为钻柱,其直径、强度及井下受力情况、破坏机理也不同,需要进一步分析研究.尽管套管钻井方法还有诸多问题需要解决,自20世纪90年代商业应用以来,通过专用工具的研发换代,结合现场试验不断改进,套管钻井技术得到快速发展,目前已经可以同旋转导向技术组合应用在海上钻定向井,显示出广阔的发展空间.     

利用旋转导向系统进行套管定向钻井

实践证明用于套管随钻作业的硬件是稳定而可靠的.虽然使用螺杆钻具进行套管钻井已成功地完钻了几口定向井,但钻进效率很低.套管钻井时使用旋转导向系统提高了钻井效率.     

转盘钻井条件下套管钻井管柱连接技术

大庆油田为了实现对外围未动用储量的经济有效开采,开展了转盘钻井条件下的套管钻井技术研究。研究开发了固定式和铰接式套管夹持器、方套转换接头、偏梯扣加止扭台肩套管,以及特殊扣型加止扭台肩套管,详细介绍了其结构及工作机理,并对偏梯扣加止扭台肩套管的受力进行了计算分析,结果证明套管丝扣强度完全满足安全钻井的要求。室内检测和7口井的现场试验结果表明,转盘钻井条件下套管钻井管柱连接技术能满足现场使用要求。     

国外典型的旋转导向钻井系统

旋转自动导向闭环钻井技术代表了当今世界钻井技术发展的最高水平。本文概述了国外闭环自动旋转导向钻井系统的发展 ,列举了国际上已经商业化的旋转导向钻井系统的特点 ,详细描述了三种最具有代表性的旋转导向钻井系统的原理和主要技术特性。本文根据调研情况将这些旋转导向钻井系统的导向方式分为指向式和推靠式 ,并描述了这两种旋转导向方式的特点。本文可以为旋转导向钻井系统研究提供参考 ,也可以为油公司引进工具或服务提供线索     

石油钻井中旋冲钻井技术的应用探讨

旋冲钻井技术因碎岩效率高、钻头磨损小、钻井成本低等技术优势,自诞生以来在矿山、石油钻井、地质勘探、地热钻井等领域有着较为广泛的应用,同时被认为是有效解决深井硬地层钻进难题的可行之策,应用前景十分广泛。文章在概述旋冲钻井技术原理及射流式冲击器工作原理的基础上,对旋冲钻井技术在石油钻井中的应用效果、配套钻井工艺技术以及该技术的应用前景进行了深入探讨。     

Experimental Study On Rotary Abrasive Jet Drilling

针对径向水平井钻井技术中旋转水射流在硬地层和深井中破岩能力低的不足,利用磨料射流破岩能力强的优势,对旋转磨料射流进行了试验研究。结果表明,旋转磨料射流破岩具有钻孔直径大和破岩效率高的双重优点,并随泵压增加,钻孔直径也增加。与非旋转磨料射流相比,同样条件下旋转磨料射流钻孔直径和破岩体积都比前者高出多倍。该试验研究为磨料旋转射流应用于径向水平钻井提供了基础。     

旋转导向闭环钻井系统

通过对比研究国内外有代表性的旋转导向钻井系统的组成及特点,介绍了旋转导向闭环钻井系统的集成方式、井下定向控制单元、地面监测系统,论述了旋转导向钻井工具在旋转钻进时具有连续三维导向和增大延伸长度的能力,可提高钻速,缩短建井周期,降低钻井成本,并详细阐述了国内正在开发的旋转导向闭环钻井系统(MRSS)的定向控制原理、5个组成部分及主要技术特点。认为只有开发和集成钻井信息管理与决策软件,才能充分发挥旋转导向闭环钻井系统的效益     

新型旋转导向井下闭环钻井工具

近年来大位移井和复要轨迹井眼的需求不断增加,对井下钻井工具的研制提出了新的要求,利用现有的动力导向技术,钻压旗加困难,难以发挥高效钻头的作用,“滑动”方式下大摩阻的存在使井底工具面的控制难度加在,井眼水平延伸受到限制,为减小摩阻,使钻柱具有更大的延伸能力,实现对井眼轨迹的精确控制,国内外纷纷致车于井下可控工具和旋转导向闭环钻井系统的研究,本文介绍了2类可实现井下全方位控制的偏置机构及目前国内外已有的几种旋转导向闭环钻井系统。     

旋转导向钻井技术及钻井工具应用研究

旋转导向钻井系统是由井下闭环变径稳定器与测量传输仪器(MWD/LWD)联合组成的工具系统,它完全抛开了滑动导向方式,以旋转导向钻进方式自动、灵活地调整井斜和方位,大幅提高了钻井速度、钻井安全性和轨迹控制精度。分析了旋转导向钻井系统的技术特点,介绍了典型旋转导向钻井系统的结构组成、工作原理及发展、应用情况。为超深井、高难度定向井、大位移井、水平分支井等特殊工艺井的导向钻井提供技术支持。