一种新型多级可变径稳定器工作机理研究

针对目前国内可变径稳定器结构复杂、制造成本高等问题,设计了一种主要用于水平井井眼轨迹微调的新型多级可变径稳定器。该稳定器能在钻井液驱动力作用下通过改变销钉在行程控制轮导向滑槽中的状态来实现多级变径,针对其结构特点,对其工作原理进行了介绍。基于纵横弯曲法理论,并考虑均布载荷及弯矩等因素的联合作用,建立了包含多级可变径稳定器的井下钻具组合的力学模型,得到了钻井液驱动力与稳定器支撑块伸出长度之间的关系式,计算了不同支撑块伸出长度所需最小钻井液驱动力和钻头侧向力的值,结果表明该可变径稳定器能实现增斜、降斜和稳斜功能。研究成果为多级可变径稳定器的结构设计和优化提供了技术指导。

定向井钻井技术及可变径稳定器应用研究

常规稳定器与钻铤构成的底部钻具组合(BHA)力学性能不能改变,若与实际要求不相符合时,必须起下钻更换。利用可变径稳定器替代常规稳定器可减少起下钻次数,降低油田建设开发成本。介绍了可变径稳定器在定向井的应用,并对100多口定向井进行试验分析,总结了可变径稳定器的优点。合理使用可变径稳定器不仅可以减少起下钻次数,还能显著提高井眼轨迹质量,降低狗腿度及减小扭矩和摩阻等。

井下闭环可变径稳定器研制

井眼轨迹井下闭环控制技术是当前国内外钻井界乃至石油界的前沿技术 ,它的成功是钻井技术的一次革命。 90年代以来 ,基于经济方面的原因 ,大位移钻井成为人们优先考虑开采滩海和海洋油气田的方式 ,井下闭环可变径稳定器是解决目前大位移井存在的如怎样有效地给钻头施加钻压、克服摩阻、提高钻速等问题的关键。文章介绍了可变径稳定器的结构、工作原理及控制井眼轨迹的方法 ,这为解决我国大位移井 ,特别是滩海油气勘探、提高钻井机械钻速、降低钻井成本提供了一条有效的途径。

可变径稳定器发展综述

介绍了国内外有代表性的可变径稳定器的结构，分析了典型可变径稳定器变径机构和控制机构的特点，阐述了其现状和发展方向。指出可变径稳定器在总体设计上应朝着大变径调节、高可靠性、低成本方向发展。建议主管部门协调各方面的技术力量进行合作，加强可变径稳定器机理、标准规范和风险资金运作的研究，把现代导向技术提高到一个新的水平。认为只有加快现有科技成果的转化，才是我国迎接国际挑战的有效方法。

井下闭环可变径稳定器的设计计算

阐述了井下闭环可变径稳定器的结构和工作原理 ,分析了影响可变径稳定器性能的钻井液驱动力、活塞密封阻力、复位弹簧弹力等因素 ;并对可变径稳定器中关键部件可调稳定块进行了静力学分析 ,推导出可调稳定块保持稳定平衡所需钻井液驱动力计算公式 ,为类似井下工具设计提供了理论依据。现场试验结果表明 ,新设计的井下闭环可变径稳定器结构比较合理 ,功能比较完善 ,可自动无级变径 ,达到了安全、平稳、高效、智能的目标 。

井下闭环可变径稳定器本体有限元分析

采用高级计算机辅助设计 (CAD)软件UG ,建立了便于计算的本体三维实体模型 ,通过MSC/NASTRAN有限元计算程序 ,对新型井下闭环可变径稳定器本体进行了强度计算 ,通过有限元分析对本体结构的合理性进行了验证 ,根据有限元计算的结果 ,在各种载荷组合作用工况下 ,可变径稳定器本体的最大应力为 5 6 38MPa时 ,小于许用应力 ,满足强度要求 ,并且有一定的强度储备。可变径稳定器本体的薄弱环节主要集中在槽底两端与筒体连接部位 ,有必要进行局部工艺处理。

带可变径稳定器底部钻具组合的等效刚度及其导向能力分析

带可变径稳定器的底部钻具组合可以通过地面控制实时调整稳定器外径,快速实现不同的底部钻具组合控斜功能,大幅节省起下钻更换钻具的时间,具有广阔的应用前景。底部钻具组合的导向能力与其在井眼内的变形特征密切相关,首先针对带可变径稳定器的底部钻具组合结构特征,考虑稳定器外径变化引起的支座径向位移以及井眼曲率影响,完善底部钻具组合纵横弯曲梁三弯矩方程,实现底部钻具组合在弯曲井眼内的变形特征及其应变能的求解,形成基于应变能的底部钻具组合等效刚度计算方法;其次,利用底部钻具组合三维静力分析模型的加权余量法,计算得到带可变径稳定器底部钻具组合在不同结构时的钻头侧向力。结果表明,带可变径稳定器底部钻具组合的等效刚度系数受稳定器外径影响较大,并与钻头侧向力具有一定的相关性。

?214mm液控可变径稳定器结构原理及应用

液控可变径稳定器能实现钻具在井下不起出的情况下,只通过地面开停泵控制,使活塞伸出或缩回,改变钻具组合的力学性质,达到控制井身轨迹的目的。通过对液控可变径稳定器结构原理的阐述,同时结合应用中出现的问题,对液控可变径稳定器的换位机构、节流参数和节流锥材料等进行了优化改进,进一步提高了可靠性和稳定性。通过L46-3、S79-2等井的应用表明,实现了单弯单稳和单弯双稳钻具组合的转换,井斜变化符合预定要求,每口井节约时间20h以上。应用及推广液控可变径稳定器,对提高单趟钻进尺、促进钻井提速提效有重要意义。

变径稳定器发展趋势及应用分析

可变径稳定器是操作者在地面发出控制信号(钻压、排量以及电控信号等),使其在井下产生相应的径向改变,达到所需的外径尺寸,从而使BHA具备相应的力学特性,达到增斜或降斜的目的。在理论分析的基础上对可变径稳定器的工作原理及发展趋势进行了简要阐述。

新型旋转导向井下闭环钻井工具

近年来大位移井和复杂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 ,钻压施加困难 ,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大 ,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 ,国内外纷纷致力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。

大位移井钻井技术研究及在渤海油田的应用

针对渤海油田钻 40 0 0m水平位移井遇到的技术难题 ,进行了摩阻 扭矩预测及评价、井眼净化计算、井壁稳定计算 ,设计了软件集成平台 ,研制了可变径稳定器及井下闭环可变径同心稳定器 ,开发了用于大位移井的水基泥浆。这些技术及设备在渤海秦皇岛 3 2 6等油田 6口大位移井中应用 ,均取得了良好的效果。

XTCS系统压力传感器信号调理电路设计

引言 旋转导向闭环钻井技术是20世纪末发展起来的一项尖端自动化钻井技术，它将计算机控制技术揉合于钻井工具，代表了当今世界钻井技术发展的最高水平。对于旋转导向钻井系统的理论研究，国外从80年代末期就开始了，钻井科学家研制一些遥控型导向工具，如可变径稳定器、可变弯接头、可调角度弯外壳等。

国内大位移井轨迹控制中降低摩阻技术现状及应用分析

大位移井轨迹控制施工中,摩阻扭矩直接影响着定向作业作业的效率和效果。对井眼轨迹优化、滑动钻进减摩降扭工具和复合钻进进行了分析,介绍了水力加压器、水力振荡器、可变径稳定器和旋转导向技术在大位移井定向作业作业的应用。分析了每项技术的优点和存在的不足,为大位移井轨迹的位移的有效延伸提供了有效的技术思路。

大位移井钻井技术研究与应用

20世纪90年代以来,国外大位移井钻井技术飞速发展。为了发展我国自己的核心钻井技术,在国家“863”项目的支助下,研究了一套以扭矩、摩阻为核心的集成钻井设计和施工监测软件,及一套正排量井下可变径稳定器和一套井下闭环可变径稳定器;在钻成6口水平位移近4000 m的大位移井的基础上,集成了一套实用的钻井技术。

定向钻进技术发展与展望

我国定向钻进技术的研究已进入世界先进国家行列。列举了我国在定向钻进器具方面的科研成果及典型的定向钻进应用实例，着重介绍了目前国际上与定向钻进有关的先进技术，并就我国拓宽定向钻进应用新领域及相应需要研究的新技术提出了参考性建议。

大位移井钻井技术在塞博鲁科地区应用概述

塞博鲁科地区油田东部布置的海油陆采大位移水平井井深6500~7300m,水垂比大于3.39,属于轨迹控制难度极大的超大位移井。针对一开漏失、长段大井眼定向困难、水力参数与工具特性差异、水平段摩阻大起下钻阻卡、完井管柱下入困难等难题,优选气举携砂、井眼清洁评估、岩屑床破坏器、可变径稳定器等先进的设备和技术,优化钻井参数、钻具选型和钻井液匹配,先后完成了多口大位移井的施工,形成了塞博鲁科地区大位移水平井配套钻完井技术,为后续井施工提供了技术模板。

用小间隙井射结构降低钻井技术

用减小套管柱间隙[(小间隙井射结构（RCCP）]的方法钻井是很有价值的，这种技术可以在上层套管下钻出扩大的井眼，尤其是在定向井和水平井中更是如此，RCCP有助于降低钻井费用。在海上深井中要增大油套管的尺寸，同时要不改变表套套管和防喷器（BOP）的额定压力等级，这就要求使用RCCP，在当前的油价条件下，RCCP不仅适用于深井，也适用于许多其它的井，实施RCCP的必要工具和技术不断提高，本文讨论的 随钻扩眼（EWD）和可变径稳定器（ES）可以通过RCCP降低钻井费用，这些工具将使RCCP的应用更加广泛。EWD随钻扩眼器可以钻套管内的水泥塞，并能在钻穿套管鞋后继续眼段有效地稳定下部钻具结合，其功能与定向井的扩眼段有效地稳定下部钻具组合，其功能与常规尺寸井眼中的一体式稳定器一样，本文提出了一种推荐的RCCP，描述了WED和ES工具的开发以及在RCCP和常规井中的应用实例。