高造斜井眼控制工具主轴力学分析与试验研究

综合考虑了高造斜井眼控制工具外壳和主轴的相互作用,推导出钻头偏转角和主轴变形轨迹与外壳刚度、主轴刚度及工具的结构参数相关的计算公式,建立了主轴在静态条件下的力学模型。通过模型计算得出钻头偏转角θ2=0.653 5°。利用高造斜井眼控制工具的试验台架进行试验验证,试验测得钻头偏转角θ2=0.638 9°。试验测得的数据与理论推导的数据非常接近,由此验证了所建力学模型的合理性。

新疆塔河油田三叠系、石炭系井眼控制技术

塔河油田三叠系、石炭系泥岩剥落、掉块、垮塌严重，井眼呈“糖葫芦”井眼，井身质量不好，严重影响测井工作及固井质量。通过对本地区地层岩性分析，认为三叠系，石炭系泥页岩属硬脆性泥岩剥落掉块及吸水膨胀，造成井径不规则。目前，我们通过对钻井液处理剂进行优选配伍和配合调整钻井参数，取得了初步的效果，已施工井沙72、T601、TK602等井径质量得到了有效的控制。

大位移井眼控制技术在NP23-X2411的应用

井眼轨迹控制在当今油气田勘探开发中已经成为重要的一项工艺技术,对科学合理高效的钻井开采有举足轻重的作用。NP23-X2411井是NP2-1区NP208南断块东南鞍部构造上的一口三段制大位移,防碰定向井,本文着重介绍了本井的施工情况及井眼轨迹控制。

井眼轨迹控制技术的应用

井眼轨迹控制技术是指通过合理设计和优化钻井参数,控制钻井过程中井眼轨迹的走向和角度,以提高钻井效率和工程质量的技术。详细介绍了井眼轨迹控制技术的基本原理,包括井眼轨迹建模方法、井眼轨迹优化算法和井眼轨迹实时控制方法。探讨了井眼轨迹控制技术在石油工程领域和地下水勘探领域的应用,分析了其在油气井钻井工艺和地下水井钻探工艺中的具体应用情况。

基于可扩展框架的井眼轨道控制系统设计

井眼轨道控制系统包括轨道设计、丛式井防碰以及测斜数据分析处理等多个功能模块,需要满足不同井型设计、施工与数据分析的需求,同时要考虑系统可维护性、可扩展性,以满足现场应用的新需求。采用传统设计方法会面临模块化不足、维护升级困难的窘境,因此提出一种基于可扩展框架的井眼轨道控制系统软件。该软件参考开放服务网关协议(Open Service Gateway initiative,OSGi)规范,采用插件式模块化的编程思想,将系统框架与功能模块相互分离,同时使模块以插件形式加载实现前后端分离。将设计系统成功推广应用于十余口井,结果表明,系统运行稳定,界面交互方便,数据响应快速,算法维护和版本更新方便快捷,满足了现场应用新需求。该设计思路可为油气领域同类系统的架构设计提供一种有效可靠的思路,对油气井领域系统开发具有借鉴作用。

定向井井眼轨迹预测与控制技术

影响井眼轨迹的主要因素有地质特性、钻具组合结构、井眼轨迹几何形状、钻井工艺参数等。在钻井过程中,预测是控制的基础,如果没有精确的井眼轨迹参数预测,就不可能实现准确的井眼轨迹控制。通过实践经验和研究归纳总结出了一套井眼延伸方向预测的实用程序及井眼轨迹控制原则,供现场钻井施工技术人员参考。

浅层水平井井眼轨迹控制技术

克拉玛依油田九8区齐古组稠油油藏底部构造形态为一由西北向东南缓倾的单斜，地层倾角3°～9°，油层渗透率高，埋深仅200m，用直井开发单井产量低。钻了4口浅层水平井，井身剖面为斜直—增—稳（水平段）型，斜井深493～538m，垂深170.60～179．80m，水平位移403．50～477.80m，水平段长201．08～233．30m，斜深与垂深比2．82～2．99，平均单井产量比直井提高3倍多。文中介绍了浅层水平井的剖面设计、井眼轨迹控制、钻具结构等。

井眼轨迹控制工具主轴力学行为分析

采用梁单元模型对井眼轨迹控制工具主轴进行简化,基于动态有限元显示积分算法,分析了主轴转速、偏移量及钻压对主轴力学行为的影响。结果表明:主轴转速及钻压对主轴力学行为影响较小;随着偏移量的增加,偏心环作用力、下支撑轴承作用力、钻头侧向力逐渐增加。并通过室内试验,验证了主轴力学行为仿真分析的正确性。

煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术

为了提高煤层气的钻遇率、减少井下复杂事故,开展煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术研究至关重要。通过分析煤层气产出机理和羽状水平井技术特点,给出了羽状井井眼轨迹控制综合分析流程图及常用的控制方法,详细介绍了随钻电阻率、自然伽马测井等测井响应井眼轨迹综合控制技术及不同地层倾角煤储层井眼轨迹实施跟踪预测控制技术。研究结果表明：准确掌握煤储层物性参数、地层倾角及顶底板岩性等是实现井眼轨迹有效控制的基础和关键,在钻进过程中通过实时跟踪和分析钻井参数,并结合随钻电阻率、自然伽马测井及综合录井信息等对井眼轨迹进行实时监测和调整,可有效控制钻头在目标层中最佳层位延伸钻进,从而可确保煤储层钻遇率及减少井下复杂事故发生。

基于Matlab/Simulink模糊工具箱的井眼轨迹模糊控制仿真

针对井下复杂环境和井下影响因素的不确定性,采用模糊控制理论对井下过程控制问题进行了分析,并结合钻井工程问题,设计了井下模糊控制器。用Matlab/Simulink模糊工具箱选择及确定系统的输入、输出模糊变量的隶属度函数,对井眼轨迹控制的可视化进行了动态仿真,从而得到了系统输入、输出控制变化曲线,实现了对井眼轨迹的有效控制。

井眼轨迹控制工具发展现状及趋势

由于复杂结构井的大量出现,要完成复杂井眼轨迹,尤其是真正实现井下闭环控制,必须研制更加灵活的全方位可调的井眼轨迹控制工具。为此,重点介绍了国外Baker Hughes、Schlumberger和Halliburton 3家具有代表性石油技术服务公司的3种工作方式的井眼轨迹控制工具的工作原理及特点,并简要地介绍了我国井眼轨迹控制工具的研究现状,最后就井眼轨迹控制工具的发展趋势及其存在的不足与技术难点提出了具体建议。

大位移井井眼轨迹控制技术方案的优化

针对大位移井眼轨迹控制技术难点 ,文章分析了西江 2 4 - 3油田 4口大位移井的井眼轨迹控制技术 ,探讨了大位移井井眼轨迹控制技术的机理 ,并对大位移井井眼轨迹的控制方案进行了优化。结果表明 ,西江 2 4 - 3油田大位移井的井眼轨迹控制技术实际上是可调和不可调滑动导向钻具组合连续导向和旋转导向工具连续导向钻井技术的综合。旋转导向工具进行连续导向钻井具有随时可控性 ,轨迹控制质量高 ,但使用成本很高。在充分掌握滑动导向钻具组合导向力变化规律的基础上 ,在一定范围内 ,这种钻具组合仍然具有很好的应用效果。技术和经济方面的因素决定了小位移时采用滑动导向钻具组合连续导向钻井技术 ,而在较大位移时采用旋转导向工具的控制方法是最优的轨迹控制方案。

井眼轨迹控制工具主轴载荷与造斜能力关系研究

井眼轨迹控制工具是随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井工具.在复杂工况下,主轴承受钻压、扭矩和偏置机构作用力等,十分复杂.在课题组前期研究的基础上,对样机主轴的力学行为开展了进一步的研究,在建立主轴静力学模型的基础上,分析了工具外壳刚度、偏置机构安装位置等因素对主轴力学行为与造斜能力的影响规律.研究发现,主轴下端偏转角、偏心机构作用力和最大截面弯矩会随着偏心位移增加呈线性增加;随着外壳刚度的增加和偏置机构安装的位置与上支撑轴承之间距离的增加,工具造斜能力也会增强;通过分析偏置机构安装位置和外壳刚度对主轴力学行为的影响规律发现,随着外壳刚度的增大和偏置机构安装位置与上支撑轴承之间距离的增大,主轴最大截面弯矩也会增大.最后,给出了最佳的外壳刚度与偏置机构安装位置建议.

中半径水平井井眼轨道控制方案设计

本文从水平井井眼轨道控制现场施工工艺出发,分析了在轨道着陆控制阶段影响施工工艺的主要因素后指出,为适应这些因素的变化,在水平井井眼轨道着陆控制阶段要针对目的层和造斜工具及仪器等的具体情况,制订出相应的着陆控制方案,并总结出3种现场采用的着陆控制方案设计方法。大庆油田树平1井具体成功地应用,说明该轨道控制方案设计方法的可行性。

井眼轨迹控制工具滚针轴承的偏载失效分析

国内有关高造斜率井眼轨迹控制工具上、下两端轴承的研究主要是对主轴进行偏置试验,忽略了一些实际情况。为此,通过井下工具动态测试台架模拟了井下工况,针对滚针轴承的破坏失效进行了整体理论和有限元分析。依据井眼轨迹控制工具的原理,建立了旋转心轴的力学和数学模型,同时依据所得的主轴和滚针轴承数据,用Solidworks建立了它们的全尺寸仿真模型。分析结果表明,主轴在滚针轴承处的偏斜角度为0.072 5°,滚针轴承要阻止轴的弯曲变形,在运行中主轴会给滚子施加一个向左的力;在试验中滚子的倾斜角度达到了0.029 3°,这使滚针轴承的使用疲劳寿命急剧缩短。建议对井眼轨迹控制工具的结构进行改进,采用滚针和角接触球组合轴承,使得它能同时承受径向和轴向载荷,延长轴承的使用寿命。

高造斜井眼轨迹控制工具悬臂轴承失效分析与优选

高造斜井眼轨迹控制工具提供了高效的多枝导流出砂井钻井手段,该工具在进行井下工况模拟实验时悬臂轴承破坏失效。为分析悬臂轴承的失效机理,基于管柱力学基本理论,建立了主轴力学模型,分析了悬臂轴承在井下工况的力学行为。结合有限元仿真分析,得出了悬臂轴承的失效原因。研究结果表明:主轴弯曲使滚针轴承承受附加弯矩,致其左侧磨损剧烈,轴承径向载荷分布不均,在摩擦扭矩的作用下,保持架发生扭转变形,从而导致悬臂轴承失效。结合分析结果给出了推荐使用的悬臂轴承型号,能有效提高井眼轨迹控制工具轴承使用寿命。

大斜度井和水平井井眼轨道控制的几个问题

井眼轨道控制技术是大斜度井和水平井成套技术中的关键环节之一。本文讨论了中曲率造斜的优点,论述了对中、小曲率水平井轨道控制工具和轨道控制软件包的一般要求,列举了目前国外常用的中、小曲率造斜工具的类型,介绍了自行研制的P5LZ165—7.0水平井导向螺杆钻具的主要技术参数。本文从工具选型和设计角度出发,重点讨论了对工具造斜能力的预测和算式,给出用纵横弯曲法对导向动力钻具进行受力与变形分析的主要公式和重要分析结果,并针对水平井井眼轨道控制工艺和工具设计问题提出了一些注意事项。

大庆油田超薄油藏阶梯水平井井眼轨迹控制技术

详细分析了大庆超薄油藏阶梯水平井井眼轨迹控制难点,针对大庆外围油田实际情况提出了具体解决措施。

电磁波电阻率(EWR)在井眼轨迹控制中的应用

简要介绍了电磁波电阻率(EWR)的结构和工作原理,分析了电磁波电阻率探测深度的影响因素,以两口井为例,介绍了EWR在水平井井眼轨迹控制中的应用情况。利用EWR的实时电阻率曲线可以较好地控制井眼轨迹沿油层最佳位置钻进,从而提高油层采收率和单井产量,而且它可以实现地层的实时评价,避免由于地层情况不明、设计出现误差而找不到油层、填井报废等事故的发生。

侧钻双分支水平井井眼轨迹控制

静 31-59井是 1口侧钻水平井,完钻井深 2425m,水平段垂深 2131m,悬挂器喇叭口位置 2126. 22m。为充分挖潜老区产量,在静 31-59井开窗侧钻双分支水平井。通过精心设计、组织与施工,静 31-59FP井仅用 15d纯钻时间成功钻完 2个分支井段,累计裸眼长度 768m。该井由辽河油田工程院自行设计、施工,无经验可借鉴。静 17块地层坚硬,钻进时加压困难,目的层薄,倾角变化明显,施工时轨迹控制难度很大。通过转盘钻进与滑动钻进相结合,控制钻进参数、调整轨迹,防止井眼轨迹忽起忽落,为完井创造了良好的条件,该井是国内第 1口侧钻双分支水平井,为其它油田的侧钻双分支水平井成功实施提供了丰富的经验。