中海油钻井提速提效工具.ppt

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1、钻井工具及科研介绍,工程技术公司,目录,岩屑床破坏器,倒划眼扶正器,微扩孔器,一、起钻提速工具,二、下套管辅助工具,三、钻进提速工具,四、套管开窗服务,钻井新工具介绍-渤海湾起钻困难类型(沉砂桥堵),沉砂或桥堵造成起钻困难:沉沙：钻屑、坍塌落块沉积在钻柱周围堵塞环空桥堵：硬地层、水泥或落物的中到大尺寸碎块落入井眼而阻碍起钻易卡的不稳定地层有：活性页岩、各种应力影响的页岩、异常压力页岩层、胶结差的地层、裂缝性地层等,钻井新工具介绍-渤海湾起钻困难类型(井眼形状改变),井眼形状造成起钻困难:井眼尺寸和井斜角与钻具组合的几何形状和刚性不匹配，致使钻具不能通过键槽、狗腿、台阶、地层蠕变、厚泥饼、小井眼

2、等,钻井新工具介绍-渤海湾起钻困难类型,影响携岩的主要因素：钻井液流变性、钻屑尺寸、形状、流态。,钻井新工具介绍-渤海湾起钻困难类型,常规扶正器,倒划眼扶正器,微扩孔器,岩屑床破坏器,岩屑床破坏器-工具工作原理,岩屑的上升由泥浆的流速和粘度决定井眼可以被常规钻具所清洁,泥浆在高边流动，而岩屑往往位于低边，无论流速和粘度多么合适，对眼屑的上升作用都不大。只要一停泵，岩屑立刻沉底。,钻具的旋转对于使沉底的岩屑再次进入循环流体并向上运动有重要的作用。,携带段,清洁段,岩屑床破坏器：带有刮槽的、具有清洁作用的钻杆,岩屑床破坏器-工具工作原理,9,机械效应 角边可以将岩屑床上的岩屑挖起来，并将它们向上运

3、送。流体力学效应：泥浆中的细小岩屑颗粒会被吸到边，然后向斜上方滑动；并进而进入泥浆流体，向上运动。,携带段,清洁段,角边,角边,机械效应解释：,如左图所示，清洁段槽道横断面呈勺形。,流体力学效应解释：,“清洁段”槽道可产生两种作用：,在槽道中可以形成涡流，因此可以将岩屑吸入槽道，并向上推举。（负角边压力梯度高，正角边压力梯度低；由于此，可产生涡流效应。）,岩屑床破坏器-工具工作原理,10,携带段,清洁段,携带段效应：在转速、流量以及携带区的几何结构综合作用下产生水动力携带岩屑作用将岩屑向上推使其进入循环体系,特征：,机械强度达到或超过API标准机械性能与常规加重钻杆的相同,应用：,在可能出现岩

4、屑床的地方每27米加一根岩屑床破坏器。在其他地方每54米加一根岩屑床破坏器。BHA中应该加足够的岩屑床破坏器，且应装在BHA中外径最大的工具之上。,倾角大于40度斜井，包括水平井。井身结构复杂的井大位移井（斜深/垂深2）,岩屑床破坏器-工具工作原理,岩屑床破坏器-使用方法（一般定向井和水平井）,井深：5020m最大井斜角：62水平位移：600 m,井眼清洁重要性的原因：大斜度，水平段长；由于储层问题，泵速不能达到预期的最佳值；存在压差卡钻的可能性。,解决办法：在8-1/2 井眼的底部钻具组合(BHA)中每柱常规钻具加一根岩屑床破坏器，共加了6根；BHA之上每2根常规钻具加一根岩屑床破坏器。,效

5、果：泵排量由 500gpm 降低到 450gpm，仍达到了预期的清洁效果。扭矩和摩阻比预测的低。在滑动钻进后，上返岩屑形成较小规模岩屑床。在整个钻进过程中，没有倒划眼和短起下。起出清洁钻杆后，经检测没有发现明显的磨损。,案例,12,岩屑床破坏器-使用方法（大位移井）,井眼清洁重要性的原因：大斜度，水平段长。机械钻速比预期的高（37m/h)。泥浆泵的能力有限，排量不能达到预期值。13-3/8”套管鞋之下的地层很薄弱，因此一旦发生岩屑堵塞，就可能造成井漏，而将整个井眼置于危险之中。,解决办法：在12-1/4 井眼每柱常规钻具加一根5”岩屑床破坏器，共加了30根。,效果：泵排量由 950gpm 降低

6、到 850gpm，仍达到了同样的清洁效果；扭矩和摩阻比预测的低；将循环时间降低了2025%；在整个钻进过程中，没有短起下；起出清洁钻杆后，经检测没有发现明显的磨损。,案例,岩屑床破坏器-陆地油田使用案例,2015年4月25日，工程技术油田工具公司生产的岩屑床破坏器在南堡13-1706井顺利入井，辅助井下钻井作业。该井因岩屑床堆积严重、岩性松散，于3月1日发生井壁坍塌，无法顺利钻至目的层。4月11日，现场决定在5202米进行开窗侧钻，配备岩屑床破坏器辅助钻进，以充分清除井底岩屑床，避免起下钻阻挂、井壁不稳、坍塌等情况的发生。截至5月9日下午16:00已钻进到5925米，钻达目的层位，循环起钻，无

7、任何憋卡现象，岩屑床破坏器已辅助完成723米钻进作业，起下钻期间无任何阻挂现象，平均作业效率提高30%。,改造背景：,岩屑床破坏器在渤海地区大规模应用，虽然解决了一些钻井问题，也出现了一些新问题，由于本地区泥岩较软，水化分散较严重，容易引起岩屑床破坏器泥包，针对这一问题，我们对岩屑床破坏器进行了改进。,岩屑床破坏器-改造方向,改进设计：,水道两头加8毫米PDC倒划齿。水道内部喷涂亲油性耐磨层。改五翼为三翼，以增加单个流道截面积。,改进前,改进后,微扩孔器-工具介绍,特性及优点:偏心结构,通径比钻头尺寸小，而扩孔后比原井眼稍大；向前的螺旋刀翼确保能在通过套管时保护切削齿，具有可靠的稳定性和耐用性

8、；双切削结构能实现向前扩孔和倒划眼；在下油层套管或完井封隔器坐封前清洁井眼；有助于消除或最小轻微狗腿；搅动岩屑床；省去短起下钻；,扩孔后井眼 通径尺寸,应用范围:页岩钻井大位移井钻井蠕变盐岩钻井膨胀页岩钻井,应用目的:降低定向井中的狗腿严重度，清除井下的微狗腿、小台阶，在具有膨胀性的页岩地层和具有蠕变性的软泥岩层(盐膏层)、煤层等井段扩出直径略微大于钻头理论直径的井眼，可减少常规钻井过程中的划眼作业时间，并确保起下钻、电测、下套管等作业安全顺利；清除定向井中岩屑床和有效控制水平井、大位移井水平位移延伸的作用；减少上部地层（东营组以上）短起次数和频率，提高钻井作业纯钻进时效。,微扩孔器-技术参数

9、,微扩孔器技术参数：,微扩孔器,目前使用情况：,2014年1-9月份，完井235口，使用偏心扩眼器的井223口，占完井数量的94.9%。2013年7月份开始中推行试用偏心扩眼器，使用偏心扩眼器的井63口，占2013年下半年完成井184口的34.2%，占全年完成井362口的17.4%。2013年全年由于井眼问题，如第一只钻头起下钻井眼不畅、下钻划眼、开泵蹩漏地层、下套管到底开泵不通等问题11次，损失时间784h。而2014年未发生一次因井眼问题影响时效的事件。,说明：,2014年及以前钻具组合：钻头（动力钻具）钻铤加重钻杆偏心扩眼器钻杆。偏心扩眼器的位置根据每趟钻所钻进行调整。2015年改进钻具

10、组合加两个偏心扩眼器：钻头（动力钻具）钻铤加重钻杆偏心扩眼器（1）钻杆（300-500米）偏心扩眼器（2）钻杆。偏心扩眼器的位置根据每趟钻所钻情况进行调整。第一趟钻短起下中深井（不含水平井）钻至东营组以后进行短起下，浅定向井（不含水平井）根据实际钻井情况可以不进行短起下作业，完钻以后再进行短起下作业。,钻具在井内工作时，经常出现井眼缩径、变形、井壁台阶等复杂井况，导致钻具失去活动的自由，由此可能会发生钻具不能上提、下放或转动的现象，进而导致钻井工期延长，成本大大提高，严重影响了海洋钻井的作业效率。目前普通倒划眼扶正器在使用过程中经常出现抬钻具，泵压高，倒划慢等问题。针对此类问题，油田工具公司以

11、提高海上作业效率，为甲方节约起钻时间为出发点，设计制造出新型倒划眼扶正器。,倒划眼扶正器,应用背景,产品特点,扶正翼宽度合理变窄：普通扶正器因扶正翼宽度大，扶正翼流道小，携岩能力在此处较差，易出现抬钻具的现象，新型倒划眼扶正器在保证工具强度的前提下，减小了扶正器的宽度。扶正器上下螺旋过渡带镶PDC切削齿：布齿后的倒划眼扶正器可有效解决因井眼缩径、变形等原因造成的倒划困难的问题。,该井采用常规扶正器倒划眼起钻平均速度为：51m/h。,倒划眼扶正器,现场应用-BZ34-3-P2井与BZ34-3-P3井对比,该井采用常规扶正器倒划眼起钻平均速度为：71.76m/h,提速时效为40.7%。,BZ34-

12、3-P2井：未使用倒划眼扶正器,BZ34-3-P3井：使用倒划眼扶正器,倒划眼扶正器,目录,一、起钻提速工具,三、钻进提速工具,四、套管开窗服务,二、下套管辅助工具,旋转浮鞋,管柱旋转头,通井马达,套管扶正器,防磨套,管柱旋转震动工具,管柱旋转头,工具介绍,管柱旋转工具可利用施加到工具上的拉伸力或压缩力使其上面的管柱旋转，同时不会使其下面的管柱或底部钻具组合旋转或向其施加扭矩，大大降低了管柱旋转工具之上共作管柱的摩擦力。可随时根据预设压差将工具锁定，从而将全扭矩传递到工具下面的底部钻具组合。,应用范围,下部筛管完井装置水平衬管割缝衬管或预射孔衬管砾石充填装置TCP枪部署打捞射击罐部署深陷封隔器

13、多分支井完井装置套管下入,管柱旋转头,主要特色,采用离合器机制使工具上面的管柱独立旋转，同时不影响工具下面的管柱。能承载较重的压缩力能承载较重的拉伸力配置了高扭矩承载能力的离合器标准的旋转接头大内径多种功能选择旋转密封垫使用寿命长工作压力可调备用锁定功能,优点,扩大ERD井和大斜度井目前能够实现的建井范围。增加裸眼井完井长度，扩大油藏出露/泄油面积使井从固定位置进入死油区提高作业效率降低风险和成本不再需要使用用于减轻摩擦力的其它工具通过消除阻力向发射罐提供激发力部署关键组件如造斜器和多分支完井工具时，不会出现粘滑现象。通过降低张紧阻力，可打捞出以前落入井下的落物。,管柱旋转震动工具,在下尾管过

14、程中经常遇到尾管被粘住或摩阻较大的情况，针对这种情况对管柱旋转头进行了改进设计，增加了振动功能，将尾管的静摩擦变为动摩擦，降低了摩擦阻力，同时防止其下放过程中被粘死，万一粘卡，管柱向下振动可以帮助解卡。,应用背景,应用范围,高温高压定向井井下尾管作业大位移井下尾管作业水平井下尾管作业易粘卡井段下尾管作业井眼轨迹复杂的定向井短半径井眼下尾管作业易垮塌井段下尾管作业,管柱旋转震动工具,右旋螺旋扶正器和360切削结构设计，降低BHA下入风险。搭配了高效快速的鼻部切削齿，降低了作业时间，在钻穿遇阻段后仍有很强的抗压强度。压一次转动30。,旋转浮鞋A,设计特点,筛管和多分支井完井大位移井固井和非固井的水

15、平井尾管深井封隔器挑战裸眼作业条件,应用范围,扩大大位移井和大斜度井的的作业范围 增加裸眼完井长度为绕障井提供可能降低其他减阻工具的需求,作业优势,旋转浮鞋B,产品特点,在套管入井后，如果井眼不规则，井壁粗糙，旋转引导头可自动旋转通过。在井眼轨迹复杂井段，沉砂掉块井段可开泵循环，通过正向旋转导向头对井壁进行轻微修正或对沉砂和掉块清理，使套管通过。滚轮降阻套采用防脱落设计，提高产品可靠性。设计扭矩小，可避免划出新井眼。前段旋转导向头可定制为可钻磨和不可钻磨。,旋转浮鞋B,规格型号,性能参数,旋转浮鞋B-案例,背景,下套管难点,水平段长，井眼条件差。套管在下入至水平段遇阻，无法顺利下入到设计深度。

16、多次通井均无法解决问题。,解决方案,选用WSHGRS-0512在不开泵的情况下，如果井眼不规则，导向头可以自由旋转通过。通过开泵循环，导向头可主动旋转对井壁进行轻微修正或沉砂和掉 块清理，使套管顺利通过。设计扭矩小，可避免划出新井眼,旋转浮鞋B-案例,仅用 19.5小时 将套管顺利下入到设计位置，通过循环或反复拉划冲击顺利遇阻 井段，解决遇阻 情况。本案例证明了 该液压旋转引鞋，在套管下入的过程中如遇泥饼堆积、井眼沉砂掉块、局部缩径等遇阻时，可以顺利的通过遇阻点引 导套管下入到设计深度。,参数记录,总结,优点 增加裸眼完井的长度,以增大储集层/排水面积 在连同套管或尾管钻进时起到支撑作用 在下

17、尾管和套管的同时允许钻柱旋转,确保其到达计划深度,应用 下部防砂筛管和多分支井完井 大位移/水平井 旋转注水泥尾管 连同套管/尾管钻进 多分支井/开窗段引出端 保护裸眼封隔器/辅助装置 难处理的裸眼井况,套管扶正器能够降低扭矩和摩阻,同时不存在金属产品的粘合或卡塞的问题。经现场应用证实,此产品摩擦系数较低,在降低摩阻和回转力矩方面有出色表现。,特点 具有超低摩擦系数的材质，极其坚固和耐磨损 高热稳定性和隔热能力，轻型、低密度材质,套管扶正器,介绍,高分子材质相比较传统的金属合金材质更有优势，已经应用在防护设备、汽车制造、和重工业中。,-低密度-高抗冲击值-热稳定性-低摩阻系数-很强的化学惰性-

18、很强的强度和抗研磨性,强耐化学性30天的化学侵入，强度只降低10%耐化学性变化经30天的化学侵入，其耐化学性大于10%低于50%为可接受值,管柱旋转头,划眼浮鞋,扶正器,套管扶正器,套管扶正器-壳牌使用记录,套管扶正器-国外使用记录,优点 降低扭矩和摩阻,预防套管磨损,保护钻杆,增强受限钻机能力/降低地面设备应力 无论数量多少,都不会增加井架中立架高度 不会增加钻柱中接头数量 最大化的过流面积 不会影响钻杆额定载荷,应用 钻井作业 完井作业 多方向作业,特点 高强度复合材料，抗夹持器滑移能力强 钻具额定侧载高，钻具转速高 钻杆保护轴承 磨损指示器,防磨套配置在钻杆上的工具,用于防止套管磨损和降

19、低钻柱中的扭矩和摩阻。管移动期间钻管工具接头在单侧载荷作用下与套管接触,产生额外的套管磨损和摩阻扭矩,在表面之间形成摩擦载荷。,防磨套,介绍,作用：,保护套管，降低套管磨损；降低扭矩50%，减小旋转摩擦；减小了钻杆和套管间的拖动、滑动摩擦；减缓了钻杆的弯曲变形；降低了钻进时钻杆的各种振动；降低钻柱、顶驱、地面设备的交变应力损坏；节省泥浆润滑剂的费用；提高钻井速度；,优势:减扭防磨套使钻杆接头处不与套管内壁接触；减扭防磨套也可装在钻杆上任何非接头位置；其他同类产品只能每根钻杆安装一个，本产品可以装多个；灵活的安装位置节省了安装时间，安装时间少于1分钟；,防磨套,中海油-深圳-陆丰某井：,如右图，

20、从没有安装防磨套的钻杆与安装防磨套的钻杆对比效果图来看，说明本井使用了防磨套后套管的磨损程度是减轻了。,从上表中看出在防磨套使用过程中降低了磨阻、压力没有上升、扭矩明显降低，而且从现场反馈信息等都说明了防磨套减阻降扭效果很理想。,防磨套-使用案例,防磨套-套管磨损,套管防磨套-全球范围内使用记录,40,通井马达,工具介绍,用于套管或尾管柱底部，通过开泵循环驱动马达破坏钻井的台阶和岩屑床，减少套管下入的阻力，达到生产层位深度，确保后期的产量。外径和接头的要求与标准可维修马达一样，能够在井內运行长达100个小时。,工具特点,井口妨碍正常钻具布置时，可携带套管或筛管到达完钻井深。在长时间测井作业后，

21、无需下套管或尾管之前专门通井作业。以低成本提高作业效率，经济实惠地完成无旋转或顶部驱动的钻进作业。在钻柱无法旋转时实现钻柱末端的旋转。不会增加作业复杂程度，即使与液压式尾管挂配合使用时也很方便。通过泵抽钻进携带套管或尾管到达预定深度。,工具设计参数,3个破裂盘,1200PSI，120度均布,钢齿牙轮钻头,430扣,泥浆润滑轴承部分,带破例盘的接头加在马达上部,直马达,通井马达,通井马达,目录,一、起钻提速工具,四、套管开窗服务,二、下套管辅助工具,三、钻进提速工具,水力振荡器,恒扭矩钻井工具,高频冲击钻井工具,扭力冲击器,电子式随钻直井测斜仪,短款扭力冲击器(8),短款扭力冲击器(7),短款扭

22、力冲击器（6-1/4”）,扭力冲击器,尺寸参数,靠换向元件的流道切换实现扭矩活塞的往复旋转。结构简单，运动零件少；性能参数易于调节；有效工作寿命100小时左右；工具可靠，不会对钻井工程造成任何影响；冲击方向，顺时针方向。,基本结构与换向原理,扭力冲击器,分流器可根据排量自动分配进入换向阀的流体，高压换向阀负责切换高压流道，高压分流流道负责将高压流体引向储能锤储存动能，冲击机构用于瞬间释放储能锤的动能，扭矩传递装置（也可设置在内部）负责将扭矩传递给钻头。,工具两端为稳压状态，20Kg储能锤的条件下的实验结果,注：冲击功根据功率、频率和水力效率推算。,扭力冲击器,扭力冲击器优势,节约钻井时间提高机

23、械钻速。平均机械钻速提高89%；保护钻头，安全成本降低 减少起下钻次数，减少工人劳动强度。,短款扭力冲击器配合牙轮钻头在内蒙意X井及其它30多井次的应用中，机械钻速同比提高40%以上。平均工作时间100h以上，应用最大井深4600m，泥浆最大密度2.25g/cm3应用井眼直井215.9mm241.3mm。,扭力冲击器-现场应用,短款扭力冲击器在内蒙某口井的应用,使用冲击器前后钻速对比,联X井的应用情况,3746-3898m,地层岩性：泥岩、粉质泥岩夹灰色细粒岩屑砂岩。冲击器参数：冲击功180-270J。钻井参数：钻压10-13t，转速50-55rpm，排量26-30 L/s，泵压18-21MP

24、a。,总计进尺152m。纯钻时间102h，平均机械钻速1.49m/h，较上下相邻井段同比提高95%。,扭力冲击器配合PDC钻头在新疆某井的应用中，机械钻速同比提高70%以上。,扭力冲击器+PDC钻头应用效果,配合PDC钻头，钻井参数基本不变：总进尺：1300m工作时间：100h以上最大井深：6900m最大密度：1.70g/cm3应用井眼直径：215.9mm,6152-6912m,海外应用情况,地层岩性：泥岩、泥质灰岩、灰质泥岩、灰岩。冲击器参数：冲击功220-300J。钻井参数：钻压6-8t，转速70rpm，排量28-30L/s，泵压20-21MPa。泥浆性能参数：泥浆比重1.45，粘度57s

25、，含砂量0.2%。,总计进尺850m。纯钻时间270h，平均机械钻速3.15m/h，较上下相邻井段同比提高83%。,扭力冲击器-现场应用,从上述实验结果可以看出，长款扭力冲击器不能与螺杆钻具同时使用，我公司的短款扭力冲击器在高频模式下能够克服上述问题。,扭力冲击器-提速工具提效对比,提速工具提效对比,扭力冲击器换向阀产生的压力脉冲频率低，在12-16赫兹，不会与泥浆脉冲发生共振，同时分流器具有削减换向阀脉冲的功能。因此扭力冲击器几乎不影响泥浆脉冲信号。扭力冲击器任意阀位 都不是完全堵死的，任何形式的工具内件损坏都不影响钻井液流通且不增加压耗，工具达到使用寿命后不会影响钻井作业。扭力冲击器在任何

26、地层均有效，在深井和硬地层效果更佳。短款扭力冲击器结构形式更接近于TORK BUSTER，长度更短，更方便现场使用。,扭力冲击器-总结,扭力冲击器总结,高频冲击钻井工具,应用背景,常用的单一的旋转钻进已不能满足深部地层中软硬交错地层、硬地层等可钻性差的地层的钻井时效要求；旋冲钻井技术具有普通旋转钻井不可比拟的优越性；国产旋冲钻井工具在使用寿命、性能稳定方面仍存在较大问题，未能全面投入使用；国外旋冲钻井工具已有了较为成熟的产品，并且提速效果明显，但对我国进行技术封锁，且租赁价格非常昂贵。,结构设计,高频冲击钻井工具主要由马达部分和冲击部分组成。其零部件包括：下接头、O型密封圈、浮动活塞、组合密封

27、、调整垫、O型密封圈、油堵、止推轴承、悬挂螺母、蝶簧、心轴、键、固定销钉、弹性挡圈、O型密封圈、上密封套、密封筒、螺杆钻具下外筒、O型密封圈、组合密封、深沟球轴承。,有效提高机械钻速；可配合各种钻头,对钻头具有保护作用；冲击力大小与所施加的钻压相关；可根据地层强度选择不同配置的工具以得到需要的冲击力和冲击频率；促进钻压向钻头的有效传递；对MWD及其他测量工具没有影响；对排量和泥浆类型没有限制。,产品优点,高频冲击钻井工具,2013年5月，在工程技术公司钻采培训中心试验井打水泥塞；2013年8月，在渤海油田BZ35-2-B4井进行二开作业。2014年7月28日，弯角0.5高频冲击钻井工具在延哈参

28、1井12-1/4井眼作业,应用情况,高频冲击钻井工具,试验井井身结构：表层套管13-3/8*250m试验方案：注水泥封固9201m井段候凝7天组合钻具钻水泥塞,高频冲击钻井工具-作业案例,作业记录：,钻具组合：12-1/4PDC+9-5/8高频冲击钻井工具+8DC1+12-1/4STB+8F/V+XO(631*410)+61/2DC4+5DP,高频冲击钻井工具-作业案例,结论,井下的功能试验数据显示，高频冲击钻井工具钻水泥塞平均机械转速为78.86m/h,而在海上钻井中，使用普通马达钻水泥塞平均机械转速40m/h左右。提速效果明显。,高频冲击钻井工具-作业案例,2013年8月4日，高频冲击钻井

29、工具在BZ35-2-B4井二开作业，作业井段为380m2000m，通过与邻井B2、B3、B5H、B8井相同井段在钻压、纯钻时间和机械钻速方面的参数进行对比。,钻压,钻时,机械钻速,高频冲击钻井工具-作业案例,钻头磨损评价对比,结论,B2:0-1-WT-A-X-1/16-NO-TD B3:0-1-WT-A-X-1/16-NO-TD B5:1-1-WT-A-X-1/16-NO-BHA B8:0-1-WT-M-X-I-NO-BHA B4：0-0-NO-A-X-I-NO-BHA,钻压大致相同的情况下，380m-1800m井段B4井较邻井钻时平均缩短了约13.6%；1800-2000m井段B4井较前几口

30、井钻时缩短了约10%。钻压大致相同的情况下，380-1800井段B4井的机械钻速比邻井四口井的机械钻速平均值提高17.5%，1800-2000井段B4井的机械钻速比其他四口井的机械钻速平均值提高14.4%。钻头磨损评价对比结果可看出，我公司设计的工具在钻进过程中具有保护钻头的作用。,高频冲击钻井工具-作业案例,B4井,B2井,B3井,B5井,B8井,作业日报：,高频冲击钻井工具-作业案例,高频冲击钻井工具-作业案例,2014年7月28日，弯角0.5高频冲击钻井工具在延哈参1井12-1/4井眼作业，作业井段为1679m1738m，进尺为59m，钻遇地层岩性为凝灰质粉砂岩、凝灰质泥岩，灰褐色玄武岩

31、、灰色凝灰岩。岩心照片如下图所示：,由于地层极硬，PDC取心钻头出井后崩齿严重，导致钻头报废，钻头图片如下：,高频冲击钻井工具-作业案例,1669m-1678m井段未使用0.5高频冲击钻井工具，1679m-1738m井段使用0.5高频冲击钻井工具，二者参数对比如下表所示：,高频冲击钻井工具-作业案例,恒扭矩钻井工具,作用及原理,工具初始状态,扭矩过大，工具收缩，钻压略降，消除扭矩峰值,扭矩过小，工具伸长，钻压略升，消除扭矩谷值,常规钻井，“憋跳钻”严重，扭矩波动大。,使用恒扭矩工具，钻进平稳，扭矩波动“消峰填谷”,通过储存和释放钻井作业中产生的异常扭矩，可实现对钻井扭矩波动实时调整（“消峰填谷

32、”），解决PDC钻头（扩眼器）在硬地层或耐磨地层的憋跳钻、粘滑问题。,主要参数,最大外径：178 mm 最大工作扭矩：20 kN.m 最大工作拉力：160t 最大工作温度：150 平衡扭矩范围：4-10 kN.m 两端连接扣型：NC50 工具长度：4089mm,恒扭矩钻井工具,使用条件及方法,适用于易“憋跳”、有夹层及可钻性差的地层推荐工作钻压5-7t无定向钻井工具时，可直接与PDC钻头或扩眼器上定向钻井时，安装在MWD及导向具的上面不能将工具连接在钻具过渡位置如钻铤和加重钻杆之间当需要安装在接近稳定器位置时，安装在稳定器下面完全机械驱动，结构简单，操作简易，无须专用钻头,随着国民油井的水力振

33、荡器在渤海地区大规模应用，虽然解决了导向钻具的滑动问题，但由于震动较大，对顶驱产生了损害，影响到钻井作业的正常进行，我公司经过几年的摸索，设计出了微震动水力振荡器，较好的解决了这个问题。我们能提供6-3/4“和8”微震动水力振荡器。,应用背景,水力振荡器,项目研制的水力振荡器接在马达之上，该工具由两大部分组成：一部分为动力部分，另一部分为振动部分。动力部分设计利用螺杆随水力的转动，调节该部分同心阀与偏心阀的过流面积，从而产生压力脉冲。压力脉冲向上传递至振动部分驱动其内弹簧产生轴向简谐振动，从而带动BHA的轴向高频率小振幅的振动。水力振荡器使其上下的钻具在井眼产生纵向的往复运动，这样钻具在井底的

34、静摩擦变成动摩擦，摩擦阻力就大大降低，所以工具可以有效的减少因井眼轨迹而产生的钻具拖拉现象，保证有效的钻压。,振动部分,动力部分,水力振荡器-工具结构及原理,结构紧凑实用：通过改变钻井液流道的截面积来使钻井液产生压力脉冲，脉冲作用于弹簧短节上使弹簧短节产生上下震动带动钻具上下震动（微振幅）；显著增加滑动钻进机械钻速：水平井、大斜度井在正常滑动钻进时由于重力堆积的原因会导致钻具大部分重量都用来克服钻具与井壁的摩擦从而导致机械钻速过慢，使用马达时在造斜半径较小的情况下几乎无法实现正常钻进，使用该工具可减轻重力堆积对机械钻速的影响，保证有效的钻压传递，保证钻井时效；提高旋转钻进机械钻速：使用该工具可

35、提高钻头与地层的接触面积，在同样的钻压和转速的情况下，旋转钻进时可提高机械钻速。,水力振荡器-产品优点,水力振荡器-使用案例,电子式随钻直井测斜仪主要由井下测斜仪器与地面解码设备组成，实现数据测量及分析。井下设备由扶正翼、电池总成、液压机构与阀芯组成。扶正翼保证井下仪器居中，保护仪器串；电池总成为测斜探管与液压机构供电；液压机构驱动阀芯运动产生脉冲信号；阀芯内部机构通过改变泥浆流 道面积，产生高低压脉冲信号。,工具结构：,电子式随钻直井测斜仪-引进型,工作原理：,开泵开转激活井下仪器电池，停泵时测斜并编码，测斜探管控制阀芯内蘑菇头动作；开泵后，蘑菇头向下运动，测斜探管控制蘑菇头下移速度，从而产

36、生负压脉冲，地面立管压力传感器接收脉冲信号，地面设备解码并显示井斜数据。,电子式随钻直井测斜仪-引进型,电池寿命长：平均约 3 个月，为无线随钻测斜工具类最长。操作简单：停转，停泵-接单根-开泵-等待信号传输完成-开转。节约时间：每次测斜只需等待信号解码时间（约 40S）。测斜实时：可在任意时间、任意位置根据实际需求测斜。数据可靠：精度为 0.1。范围宽泛：最大可达 20。减少起下钻频次：电池寿命长及故障率低等因素决定。,工具优势：,工具技术参数：,电子式随钻直井测斜仪-引进型,该工具在渤海、东海共使用7口井，取得了较好的效果。以渤海BZ27-2-2井四开为例，提速效果明显。如下图所示：,随测

37、斜仪测量数据与测井数据基本一致，在钻井过程中可根据测井数据实时进行钻井参数调整，相比单点测斜，节约了时间，提高了机械钻速。,现场应用：,电子式随钻直井测斜仪-引进型,电子式随钻直井测斜仪-自主研发型,仪器井下部分专用短节：包括配套的短节与紧定螺钉，用于在其内部安装循环套总成的专用短节；脉冲发生器：以泥浆为介质传输井下数据到地面；电池筒：采用耐高温锂电池为仪器供电；测斜探管：进口传感器，测量处理井斜数据，控制脉冲发生器；打捞头：仪器起吊、打捞等作用。仪器地面部分地面控制系统：采集传感器数据，发送到计算机进行处理；地面传感器：立压（采集泥浆压力变化，发送到地面控制系统）；软件系统：接收地面控制数据

38、，解码、跟踪。,结构介绍,电子式随钻直井测斜仪-自主研发型,工作原理：,测斜探管将测得的井下参数按特定的方式进行编码,控制信号,脉冲器的小控制阀上下运动,提升阀与限流环之间的局部通流面积,产生,控制,改变,在提升阀提起状态下，钻柱内的泥浆可以较顺利地从限流环通过；在提升阀落下状态时，泥浆流通截面积减小，在钻柱内产生了一个泥浆压力正脉冲。,目录,一、起钻提速工具,二、下套管辅助工具,三、钻进提速工具,四、套管开窗服务,76,套管开窗服务-工具介绍,永久式封隔器,77,套管开窗服务-工具介绍,78,采用具有高硬度和抗破碎性最佳优化持久耐用的碳合金制造镶装刀片特性保证切削物切削形状的一致性、完整性、

39、削碎物细小化便于随泥浆返出柱状切削齿，优化的切削齿分布可镶嵌人工合成金刚石切削齿快速可靠性，很快地一趟钻将窗口开出去窗口质量可靠，钻具通过性能大大增加为了后续的作业需求，可以钻进更深的裸眼地层,套管开窗服务-工具介绍,铣锥：,79,引导铣鞋进入切削段推动铣鞋开始切削高攻击性的磨铣角,快速剪切斜度,可回收沟槽,保径段,增加窗口全径段长度减小狗腿角严重度可选回收槽更厚的导斜横截面积,中间角度,机械推动铣鞋越过中心点减少中心死点,套管开窗服务-工具介绍,斜向器,80,锚定器和斜向器之前采用固定销连接；软连接确保斜向器能通过大井斜位置；减少下钻风险；,套管开窗服务-工具介绍,锚定器与斜向器固定销连接,

40、81,直接连在开窗铣锥以上，用于液压座封锚定器；活塞还具有隔离泥浆的作用，用于推动液压油保持干净；能够在开窗过程中承载扭矩和弯曲应力；活塞进入活塞腔后能够开泵循环钻井液。,套管开窗服务-工具介绍,送入工具,82,可回收锚定器特点：可通过液压坐封能适应不同尺寸和磅级套管大吨位上提可实现解封（解封力43T）可以防转防位移,大于6ksi,36ksi,封隔器卡瓦特点：卡瓦在座封后，在各个方位都会对套管内壁有作用力，使得封隔器更好的抓牢套管，防止其转动和封隔器下移，其材质机械性能强度分为两种：36ksi；大于6ksi,套管开窗服务-工具介绍,锚定器,83,永久式锚定器特点：可通过液压坐封针对不同套管选用与其相对应锚定器在车间拉伸试验上提40T，下压40T均无位移旋转试验在扭矩40KN.M的情况下无相对位移,卡瓦牙咬痕,整体卡瓦咬住套管内壁,套管开窗服务-工具介绍,锚定器,84,开窗侧钻服务-人员资质,85,开窗侧钻服务-作业业绩,谢 谢！,