考虑深井井下动力钻具影响的钻柱粘滑振动规律

油气勘探开发统计数据显示,深井钻井过程中粘滑振动频发,占钻进时长的50%以上,严重影响了钻井井下安全,延长了钻井周期,增加了钻井成本。由于深井钻柱结构较为复杂,井下动力钻具应用普遍,但动力钻具对井底钻头粘滑振动的影响规律缺乏深入研究,目前尚未有学者提出深井动力钻具下的钻柱全尺寸动力学模型。为此,基于弹簧集中质量原理,建立了包含井下动力钻具的粘滑振动仿真模型和螺杆钻具输出参数的计算模型,研究了螺杆钻具、扭力冲击器及两种工具复合使用对钻头粘滑振动的影响,并基于模型分析了现场实钻案例。研究结果表明:(1)使用螺杆钻具复合钻进时,转盘转速与螺杆转速对粘滑振动影响较大,复合转速越大,越有利于消除粘滑振动;(2)钻压和钻头尺寸越大,需要消除粘滑振动的转速就越大;(3)在保证水力参数的情况下,螺杆输出较高的扭矩和转速,能够有效地抑制钻头粘滑;(4)扭力冲击器和螺杆钻具复合使用情况下,当螺杆钻具的输出参数不足以抑制粘滑振动时,提高扭力冲击器的冲击扭矩和冲击频率,可降低螺杆钻具的临界转速,抑制井底粘滑振动。结论认为,该动力学模型可以为深井合理使用动力钻具、避免粘滑振动和提高机械钻速提供有效的技术支撑,该理论新认识在指导钻井现场钻进,提高钻井效率和降低钻井成本等方面具有重要的现实意义。

超短半径柔性井下动力钻具

1.目的现有的井下动力钻具长度较长、刚性较大,无法通过曲率半径小于5 m的超短半径井眼。为了实现超短半径钻进及井斜控制,笔者研发了一种具有柔性特征的井下动力钻具,可以通过超短半径高曲率井眼,同时,还可以为钻头造斜钻进提供侧向动力。此外,该钻具还具有较高的输出扭矩和转速,能为钻头破岩提供足够能量,从而实现高效钻进。2.方法为符合超短半径钻井曲率要求,超短半径井下动力钻具在柔性结构设计中大幅缩短了长度,通过多节马达串联的方式,提高了钻具的弯曲能力,能顺利实现超短半径钻井作业。

水平井常规油管井下动力钻塞技术研究

水平井速钻桥塞体积压裂是国内外致密油气藏开发的主体技术,增产提速效果明显。该工艺压裂后需利用连续油管钻磨桥塞,在长水平段、复杂井况下施工难度大,且长庆油田沟壑纵横的道路条件难以满足设备动迁需要,加之作业费用昂贵,应用受限。为此,开展优化工艺管柱设计、研发高效磨鞋、优化工艺参数、研制易钻桥塞等研究工作,实现了水平井常规油管井下动力钻磨工艺。现场应用表明,该技术成功率为100%,且具有适应性强、施工效率高、低成本等优点。

井下动力钻具的现状与发展

井下动力钻具的现状与发展易先忠，钟守炎，水运震（江汉石油学院）国外井下动力钻具的现状井下动力钻具在西方发达国家已被确定为定向井、丛式井、大斜度井、水平并和抢险救援井的最佳钻井工具之一。前苏联有８０余年使用电动钻具和涡轮钻具的丰富经验，在苏联解体前，涡...

井下动力钻具性能微机测控系统

针对井下动力钻具性能检测的要求，采用微型计算机控制整个测试试验过程，可实现循环流量的给定及自动调节，自动施加扭矩载荷，自动采集各测试参数。经运算处理后可输出动力钻具的性能参数，并绘制特性曲线。该系统提高了动力钻具性能测试的自动化程度。大量试验证明，该测控系统具有较高的准确性及可靠性，使用效果良好。

井下动力钻具滑动钻进钻桥塞钻头加压技术

在定向井和水平井钻桥塞时,为了减少磨损,可以采用井下动力钻具滑动钻进,钻头加压技术成了关键。应用钻柱拉力扭矩模型向司钻提供了包含桥塞深度、不同摩擦因数下的下钻到底时的大钩负荷和加不同钻压时的大钩负荷的钻压控制参考表。司钻根据下钻到底时的大钩负荷从表中找到所加钻压对应的大钩负荷,然后下放钻具,让大钩负荷与设计值一致,加上钻压。现场4口井钻桥塞过程中,没有观察到明显的托压现象。

井下动力钻具配合高效钻头提高钻井效率的实验研究

深井和超深井钻井中普遍存在着机械钻速低、钻头用量大等问题，这在很大程度上归咎于所采用的钻井方式上。由于“转盘钻＋牙轮钻头”限制了钻头转速的提高，影响了钻头单位时间内的切削次数，进而制约了钻速的提高，因此转换钻井方式，采用高转速的井下动力钻具配合高效钻头无疑是加快深井段钻速的主攻方向之一。据此，在青海油田冷科１井三个井段上进行了“螺杆钻具配合高效钻头”提高钻井效率的实验研究。第一次在３７２７ｍ～３７５１ｍ井段进行，进尺２４ｍ，平均机械钻速０８７ｍ／ｈ，比四开以后使用最好的牙轮钻头钻速提高２０８３％；第二次在３７５７ｍ～３８９９ｍ井段进行，进尺１４２ｍ，平均机械钻速１２７ｍ／ｈ，比四开以后使用最好的牙轮钻头钻速提高７５８３％，进尺提高近３倍；第三次在４２００ｍ～４３０５ｍ井段进行，进尺１０５ｍ，平均机械钻速０７４ｍ／ｈ，比同等条件下的牙轮钻头钻速提高６０８７％。实验结果表明：使用井下动力钻具配合高效钻头不仅能够提高深部井段中的机械钻速，而且还可以大幅度提高单只钻头的进尺，从而达到提高钻井效率的目的。

井下动力钻具的发展及其在推广应用中的问题

改革开放以来,我国油气钻井新技术的应用获得重要进展,井下动力钻具,如螺杆钻具和涡轮钻具也获得迅速发展。但这些钻井新技术新装备在推广应用中存在着“瓶颈”问题,主要原因是对新技术和新装备在由科技成果向生产力转化过程中投入资金不足,其次是缺少现代化管理。为解决瓶颈问题,建议企业首先要建立成果转化风险机制,设立成果转化风险基金,其次要设立应用新技术或新装备的奖励基金。

井下动力钻具用TC轴承接触问题的理论研究

在分析TC轴承的几何结构和使用情况的基础上 ,针对其内外圈非赫兹对正接触情形 ,导出了其接触应力的计算方程。实例计算表明 ,所得数据稳定 ,该计算方法正确。根据计算结果 ,提出了改进设计的相应措施。同时 。

井下动力钻具近十年的研究与发展

本文综述了国外井下动力钻具近１０年来的行业水平和企业发展现状，介绍了该技术的进展，基础理论与应用成果以及国外科研机构情况。提出我国应树立以转盘钻井为主休，涡轮钻具和螺杆钻具为技术储备的中长期发展战略。

煤矿井下动力现象的分类研究

分析了不同的介质和作用力对井下动力现象的影响，指出介质是产生各种动力现象的物质基础，力是产生动力现象的原因，介质和力当中任何一种因素发生变化，都会影响所产生的动力现象的属性和特征．据此，提出了按介质和力进行井下动力现象分类的标准，根据各种动力现象的作用力和介质，将其分为5个大类和10个小类．这对于指导井下动力现象的防治是非常有用的．图1。

衡阳华菱钢管有限公司成功开发生产井下动力钻具用管

2014年5月12日，衡阳华菱钢管有限公司（简称华菱衡钢）成功开发生产出Φ182mm×38mm井下动力钻具用管，经过检验，其几何尺寸精度良好、机械性能一次性合格。

微机在石油井下动力钻具综合性能测试台架中的应用

本文介绍了微型计算机在石油井下动力钻具综合性能测试台架中对多种参数进行检测、控制以及数据处理的方法与结果。

新型叶片式井下动力钻具结构设计

井下动力钻具是一种能把钻井液的能量转化为钻井破岩动力的钻具,它具有能量利用率高、钻进成本低等优点。在西方发达国家,井下动力钻具已被确定为定向井、丛式井、大斜度井、水平井和抢险救援井的最佳钻井工具之一。目前,井下动力钻具主要朝着低速大扭矩的方向发展。而现行的井下动力钻具中,涡轮钻具具有高速大扭矩的软特性,必须同减速器配合使用才能实现低速大扭矩钻井;螺杆钻具容易实现低速大扭矩钻井,但却不耐高温、高压;电动钻具结构过于复杂,目前已很少使用。通过对目前钻井过程的调查与研究,设计一种新型叶片钻具,它基于叶片马达的工作原理,利用叶片上的压差驱动转子转动且容易实现低速大扭矩钻井。

井下动力钻具动力特性的分析和对比

定向井、水平井钻井工艺的飞速发展以及套管开窗侧钻修井技术的推广应用，对井下动力钻具的动力特性提出了各种不同的要求，利用M/n,M/L和Nb/Fwf等3个评价准数，分析对比了目前具有工业实用价值的3种井下动力钻具－螺杆钻具，涡轮钻具和电动钻具的动力特性,分析表明，累杆钻具具很高的M／n和M／L准数，从而保证了其动力持性的刚性，井下工作的稳定性和很强的造斜能力，多线螺杆钻具比单线螺杆钻具具有良好的动力特性，特别是当其运动比值i为5：6－9：10时，因而在钻定向井，水平井，深井，超深井，小井径井以及修井和其他特殊作业中具有强大的生命力。

井下动力钻具新型万向轴研制及应用研究

井下动力钻具配合高效PDC钻头的复合钻井技术是目前提高复杂结构井钻井速度和定向的主要手段,井下动力钻具的易损部件(马达和万向轴)的寿命决定了复合钻井技术钻井效率的高低。笔者在分析了井下动力钻具常规万向轴的优缺点及运动特性的基础上提出新型万向轴的设计原则,继而设计出了新型万向轴结构,并利用有限元对万向轴主要易损部位(万向节)进行了强度分析,新研制的万向轴具有寿命长、承受大扭矩、方向可调性强、自动补偿润滑等特点。配合197 mm高温高压螺杆在塔里木油田超深井钻井中进行了现场应用,使高温高压螺杆寿命提高了40%以上,应用结果表明该万向轴在井下动力钻具中具有广阔的应用前景。

浅谈井下动力钻具用多联推力角接触球轴承

井下动力钻具用多联推力角接触球轴承是一种特殊轴承 ,一般采用多列串联式结构 ,用特殊材料制造 ,具有承载能力大、耐冲击、结构简单、拆装方便、能承受双向载荷等特点。简要介绍了它的结构特点和技术要求 ,分析了它的负载情况和失效形式。

北石厂SDM95全金属井下动力钻具在大港油田扣38-17井成功应用

2015年3月5日,由北京石油机械厂（简称北石厂）自主研制的SDM95全金属井下动力钻具（简称SDM95钻具）在大港油田扣38-17井修井作业中首次应用即获得成功。该井套管二固作业使用北石厂的SDM95钻具钻水泥塞25 m,该钻具配牙轮钻头,泵车排量6 L/s,钻压10 kN,与常规螺杆钻具机械钻速相同。

井下动力钻具和陀螺仪在靶域定向钻进中应用

兖州矿业（集团）公司地质工程队在皖北钱营孜矿井采用高精度靶域定向钻进技术，使用井下动力钻具及配套机具和JDT-6A型陀螺仪。借助计算机纠偏程序的运算，为预注浆工程的顺利实旌创造有利条件。

井下动力钻具用多联推力角接触球轴承

井下动力钻具用多联推力均接触球轴承是一种特殊轴承。通常采用多列串联式结构，用特殊材料制造，具有承载能力大、耐冲击、结构简单、拆装方便和能承受双向轴向载荷等特点。介绍了它的结构特点和技术要求，分析了它的受力情况和失效形式。附图３幅。