随钻扩眼钻压分配规律的试验研究

随钻扩眼钻井技术可在全面钻进的同时实现裸眼井段的扩径,能有效减少起下钻次数、提高钻井效率。随钻扩眼过程中领眼钻头和扩眼器上钻压、扭矩的分配与地层岩石性质、钻井参数、钻具结构等多种因素有关,因此提出能反映实际随钻扩眼过程的理论或试验方案是钻压分配规律研究的关键。为了在室内试验环境下模拟实际随钻扩眼过程,设计并进行了全尺寸随钻扩眼破岩试验。设计加工了ø215.9 mm PDC领眼钻头和扩眼直径可调(242、260 mm)的试验用扩眼器,在钻头试验台架上进行了全尺寸破岩试验,研究了随钻扩眼过程中的钻压分配规律及其受岩石类型、钻压、转速及扩眼直径的影响。试验结果表明:钻压比和扭矩比随总钻压的增大而增大,随岩石强度的减小而增大,但基本不受钻速的影响;扩眼器刀翼切削区域攻击性越强,相应的钻压比越大。所得结论可为随钻扩眼作业的钻井参数和钻具组合优化提供依据。

反井钻机扩孔钻头多元化实时联动系统研究

针对反井钻机扩孔钻进对扩孔钻头工作状况监控系统数据传递不及时、缺乏动作预测及故障报警等问题,设计了一种反井钻机扩孔钻头工作状态数字孪生实时监控系统。该系统由空中模块、云空间模块、物理实体、虚拟空间模块和数字孪生体组成,形成一套应用于空-云-地-孔智能监测大直径反井钻机扩孔钻头工作面精细定位和智能监控系统。在软硬不均的交互地层中,考虑到钻进参数变化范围大且施工参数变化快的特点,利用物联感知设备并通过多源数据融合,在统一坐标系基础上建立了一套虚实交互的智能监控系统,并提出了模拟近似预测模型,以提高反井钻机扩孔工作面监控系统的实时性、准确性和完整性。

多级变径随钻扩眼器研制及刀翼受力与钻压分配分析

深层小井眼采用随钻扩眼器进行扩眼作业时存在井眼缩径、固井质量差和卡钻频繁等问题。为解决该问题,基于随钻扩眼器基本结构和工作原理,采用新型变径结构,研制了一种多级变径随钻扩眼器;建立了随钻扩眼尺寸与主动活塞轴向位移之间的函数关系,并分析了扩眼器刀翼的受力情况;采用双因素计算方法分析了该扩眼器的钻压分配情况,得到了随钻扩眼器钻压分配比对扩眼尺寸、钻具锐度及地层抗压强度的影响规律。分析得知,随钻扩眼器的钻压分配比与钻遇地层抗压强度、扩眼尺寸呈正比,与扩眼器锐度呈反比,该扩眼器的理论井径扩大率为7%~20%。研究认为:对随钻扩眼器进行钻压分配分析,可以指导扩眼器的设计及领眼钻头的选型;研制的多级变径随钻扩眼器为提高扩眼效率提供了技术支撑。

定向随钻扩孔钻压分配及优化

深井大斜度井扩孔难题一直没得到较好解决,传统的方法是采用液力扩眼工具进行钻后扩孔。然而,钻后扩孔实践表明,随着井斜增加,钻后扩孔难度增大,钻后扩孔在定向井中一般在32°以内。为此,引进了53/4 in×51/2 in×43/4 in CSDR5211S-B2定向随钻扩孔钻头。扩孔钻头钻压分配关系对工具面稳定和机械钻速具有重要影响。介绍了定向随钻扩孔钻头特性,分析了钻压分配关系,并对钻压分配进行优化。优化后的钻压应用于塔河油田TH10410CH2井定向随钻扩孔试验。应用结果表明,根据扩孔钻头偏心部分所要求钻压,计算出定向随钻扩孔钻头施工最大钻压不超过40 kN;在20～40 kN钻压工况下,定向随钻扩孔钻进过程中无憋跳现象、工具面平稳、井眼轨迹平滑、机械钻速高,说明该井优化的钻压合理。

煤矿软岩扩孔钻头研发及其锚固效果试验研究

针对煤矿松软破碎软岩巷道采用锚杆支护时锚固力普遍偏低、达不到设计要求的问题,开发了煤矿软岩钻孔顶部扩孔钻头,并分别在实验室和煤矿井下现场进行了扩孔效果和扩孔锚固性能对比试验。试验结果表明:新研制的扩孔钻头在扩孔段扩孔直径比普通钻孔直径大5.3 mm左右,煤矿井下100 mm短锚固拉拔对比试验时,扩孔钻孔锚杆最大锚固力达112.3 k N,为普通钻孔锚固力的1.55倍。并且在树脂锚固剂和钻孔煤岩壁之间发生脱锚后,良好的机械摩擦阻力使锚杆锚固力一直保持基本不变,充分反映了软岩扩孔锚固的良好效果。

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 2 15 .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 2 15 .9mm井眼扩眼后 ,成功将 193.7mm无接箍套管下至 6 96 3.2 4m ,段长16 5 1.2 4m ;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 6 2 71m ,段长 2 80 0m ,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。

科钻一井先导孔扩孔技术

科钻一井先导孔由 15 7mm扩孔至 311mm,由于是全井段 (2 0 0 0 m)扩孔 ,而且地层硬度及研磨性均很大 ,导致施工难度较大 ,作业时间较长。在分析该井地层岩性的基础上 ,从扩孔钻头的选择、钻具组合的优选以及钻井液技术三方面详细论述了先导孔的扩孔钻进情况 ,并给出了在扩孔钻井过程中采取的工程技术措施及应注意的事项。

双心钻头在塔里木地区的应用

塔里木盆地地质情况复杂、井深，有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深，用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻；取心井段用双心钻头扩眼，可提高再取心时的岩心收获率；加深井钻进，用双心钻头可增大环空间隙，提高固井质量。“九五”期间塔里木深井、起深井增多，双心钻头在深井、超深井复杂井段和小井眼扩眼段有广阔的推广前景。

机械扩大头锚杆(锚索)施工工艺研究及工程应用

以锚杆(锚索)为代表的岩土锚固技术自诞生以来,便发挥了不可估量的作用。但传统摩擦型锚杆(锚索)及新兴扩体锚杆(锚索)在遇到特殊地质条件或复杂周边环境时,又呈现出各自的不足之处。基于此,本文提出一种可以提供更大抗拔力,并能很好适应特殊地质条件及复杂周边环境的机械扩大头锚杆(锚索)结构,并详细介绍了机械扩大头锚杆(锚索)的工作原理、适用范围、施工工艺流程及操作要点。通过工程实践应用,验证了机械扩大头锚杆(锚索)的可行性及适用性。

金刚石双心钻头使用在川东获得突破

川东池浅1井T1j气层H2S含量很高，现不能开采；T1j气层H2S含量较低，可以开采。两个气层相距20m，极易串通，所以固井质量很重要。为此，使用了川石·克里斯坦森金刚石钻头有限公司生产的149mm金刚石双心全面钻进钻头和151mm金刚石双心取心钻头，井眼扩大值分别为19mm和11mm，井眼扩大率分别为12．8％和7.3％，确保了127mm尾管的固井质量。

随钻扩眼钻压分配的双因素计算方法

随钻扩眼过程中扩眼器与领眼钻头的钻压分配关系对扩眼钻进工作状态具有重要影响。传统计算方法仅考虑扩眼器与领眼钻头的几何结构因素,精度不高,难以合理指导工具设计。为此,在充分考虑岩石特性、钻具切削结构双参数的基础上,提出一种计算随钻扩眼钻压分配关系的双因素法,以分析各因素对钻压分配的影响规律。理论计算表明,扩眼钻压比与扩眼器钻遇岩层强度成正比,与扩眼刀翼锐度成反比。这一结果与文献的试验结果基本一致,可用于指导随钻扩眼装置的设计和应用。

铜绿山矿井下巷道掘进参数优化与应用

通过分析铜绿山矿井下巷道掘进工艺中存在的问题,对比井下中深孔采矿掏槽工艺,引入并制作巷道掘进扩孔钻头,优化巷道掘进掏槽孔布置,并在现场进行应用实验,实现了铜绿山矿井下巷道掘进工艺功效提高15%、掘进材料成本降低7%的目标,并有效改善了掘进施工的爆破效果,提高了现场施工的安全高效性。

非开挖导向钻进施工中路面防塌工法探讨

目前,非开挖导向钻进技术作为岩土工程技术的重要延伸,被广泛的应用于市政工程建设中。但这种技术也存在着一些不足,特别是由于施工中对原有路面下覆地层的破坏若处理不当易造成现状路面坍塌。为有效解决这一问题,我们对非开挖导向钻进技术做了一系列改进,如:设计锲形扩孔钻头、采用拉顶结合工法、优质泥浆护壁及造斜段注浆处理等。