激光钻井技术展望

为了适应石油工业发展的需要 ,改变传统的钻井方式 ,根据激光能量密度大等特性 ,说明了利用激光器把其他形式的能转换成光能形成很高的温度 ,熔化、融熔、震碎、蒸发要钻进的岩石进行钻井的基本原理 ;指出激光钻井在降低成本、减少污染方面有很大的潜力 ,有可能使钻井发生革命性变化 ;提出当前应深入探讨激光钻井的原理、激光对地层及今后采收率的影响 ,在我国现有技术及经济条件下激光钻井的可行性及对钻井用激光器的特殊要求 ;回顾了激光钻井技术的发展历程和现状 ;建议我国应积极开展激光钻井技术的研究与开发 .

激光钻井技术在煤层气定向钻进中的应用探讨

为解决煤层气定向钻进中存在的小曲率半径钻进难,钻进效率低等技术问题,从而有效地提高煤层气的开采效果,提出采用激光钻井技术来进行煤层气智能定向钻进的思路,在国内外钻井专家公认的激光钻井技术相对于传统钻井技术各项优点的基础之上,结合煤层气定向钻进过程中钻遇煤岩本身特性,通过激光钻孔作用过程的理论分析和试验研究,从破岩可行性、工艺可行性、钻具可行性、安全工艺保障、激光钻进+气体钻进工艺的优势、激光钻井+定向钻进的优势、激光钻井+智能钻进的优势等方面证明了激光钻井技术应用于煤层气定向钻进中的可行性和优势。

国内外激光钻井破岩技术研究与发展

激光钻井破岩是钻探工程领域一项具有前瞻性的应用基础理论课题。它包括5大基础科学问题,即激光/岩石/流体相互作用原理、岩石快速相变的热力学与传热学、强激光的传输变换与微型化原理、激光破岩岩屑运移的多相流动理论、激光钻井的安全与环境保护科学等。详细评述了国内外激光钻井破岩技术的研究水平与进展,指出大功率激光器的小型化、井喷控制和井漏防治、井壁岩石釉化层强度与井眼防坍塌能力、油气藏的发现与储层保护、激光束在井下环境传输性能、每米钻井成本的经济性等问题将是未来的重要研究内容。

树脂基纤维增强复合材料的激光钻削研究

综述了近年来国内外纤维增强树脂基复合材料的激光微孔钻削研究现状,分析了复合材料激光钻削的激光源、加工参数的选择以及加工中出现的基体热损坏和孔加工误差,提出了改善加工质量的方法。

钻井工艺的飞跃——从传统钻井到激光钻井

随着钻井深度的增加和钻井成本的提高,传统钻井工艺已经越来越不能满足石油工业的需要。近些年来,国际上在激光钻井技术突飞猛进。从钻井的速度、成本、安全系数等方面讲,激光钻井的优势都是传统钻井工艺所无法比拟的。本文旨在对传统钻井工艺进行回顾的同时,展望新一代的激光钻井技术,分析各自的特点和优势,以期为国内激光钻井提供参考。

PCB激光钻孔爆孔问题解决方法

PCB激光钻孔"爆孔"危害大,严重影响到企业与客户利益。文章经过大量的数据收集整理与分析,结合激光钻孔加工原理,终于找到问题产生的内在规律,并采取有效措施改善,有效地保证了产品的质量,真正实现了PCB激光钻孔的高速率、高品质、高可靠性的稳定加工。

激光钻井技术研究进展与展望

采用传统旋转钻井技术钻井时钻具磨损严重,需经常更换钻头,钻井周期长,成本高。而激光钻井技术可大大提高钻井速度,缩短钻井周期。综述了国内外激光钻井技术在激光/岩石/流体相互作用原理和岩石快速相变的热力学与传热学2大基础学科中的研究成果。指出了激光钻井技术面临的诸多问题,深入分析了影响激光直接钻井破岩效率的因素。提出将激光钻井技术与机械旋转钻井技术相结合的激光辅助破岩技术,并阐述了激光辅助破岩技术的原理,为激光钻井技术的发展指明了研究方向。

激光钻井岩石内温度场分析

本文根据非定常传热学原理,应用先进的有限元分析软件ANSYS,模拟了均匀激光束加热砂岩时的温度场分布,模拟结果表明,砂岩内部的温度沿径向分布与激光光束强度的径向分布几乎完全一致;由于砂岩的热传导性能不佳,温度沿着轴线方向迅速下降,在轴线方向温度梯度较大;在激光束光斑的边缘,温度沿径向迅速下降,温度梯度也较大。同时,砂岩表面随着激光加热时间的增加温度在逐渐增加,且单位时间内砂岩表面升温率在逐渐增大。

激光钻井技术现状与关键技术

随着钻井深度的增加和钻井成本的提高,传统钻井工艺越来越不能满足勘探开发的需要,在此契机之下,激光钻井技术以具有高速度、低成本、高效率、高安全和低伤害等的钻井优势迅速发展起来。介绍了激光特性、激光钻井的原理和技术研究进展,阐述了激光钻井的优势,分析了激光钻井的关键技术,最后提出了激光钻井技术的未来主要发展方向。认为激光钻井技术在破岩机理、清岩机理、激光传输、激光钻机等方面已经取得许多研究成果,但实现商业化应用还存在一系列难题,如钻井用激光钻机、完善的井控系统、激光参数优选、激光钻井经济性评价、复杂地层激光钻井技术等。随着这几年激光钻井技术的迅速发展,专家预计2020年可能投入商业化应用。如果激光钻井得以应用,将给钻完井带来一场深刻的革命。

激光钻井影响因素的分析

激光钻井是一种新型的破岩方式。与传统的机械破岩相比,具有钻速高、磨损小的特点。目前激光钻井尚处于试验研究阶段,而激光钻井效率的高低主要受岩石表面温度的影响,通过分析影响岩石表面温度的因素可以间接找出影响激光钻井的具体因素。主要从4个方面(激光发射装置的参数、激光传递介质、岩石的性质、其它因素)具体分析了影响激光钻井的原因。如在一定范围内提高入射激光的平均功率可提高破岩效率;而在同等条件下,不同的岩石因其性质不同,其破岩效率也是不同的。

CO_2激光钻孔工艺优化方法研究

介绍了一种用CO2激光钻机开铜窗及打盲孔的新工艺,通过变换CO2激光钻机光束直径大小,达到CO2激光钻机开大窗,打小孔,从而控制孔型的目的。此新工艺可减少普通Cu-Direct工艺悬铜过大问题,也可避免干膜蚀刻开铜窗流程长,成本高等问题,针对激光孔孔底开裂失效缺陷也有所改善。

激光钻井技术进展及其关键技术

详述了国内外激光钻井技术的最新研究进展,指出实现激光机械钻井需要解决关键技术问题是激光与机械联合作用下破岩机理、高功率激光发生器的轻小化、激光束在井下长传输问题、适应井下环境的光学组件研制等,最后指出其技术应用是钻井提速的强大助推器。

激光钻井优势明显

旋转钻井技术100年来也没有出现根本性的变化，目前市场需要一种更加有效的替代方法。

激光钻偏要因初步分析

激光钻偏一直以来为印制电路板业内长期存在的问题，目前已成为影响激光钻孔成品率最主要的因素。其产生不仅受激光钻孔本身的影响，还受其他多个制程的累加影响，且部分涉及对位系统问题，改善难度较大。本文针对激光钻偏的要因进行了初步的分析，结合大量三现分析的数据基础，总结出影响激光钻偏的最主要三大因素为图形变形、机台精度异常、人员操作异常．为后续改善提供初步的方向。

钻井工艺新领域——激光钻井

石油天然气勘探开发的钻井，最直自的解释就是从地表向下挖掘一个筒形的通道。最早的钻井是用来汲取地下水的。

激光钻头

自20世纪早期旋转钻井代替顿钻钻井以来,钻井工业就发生了革命性的变化。然而,随着新技术的出现,应该研究一些更有效的钻井方法。本文描述了在当前钻井技术基础上激光钻井作为钻井方法的可能性,谈到了激光钻头的设计和操作。这个标新立异的钻头能够减少钻井时间,提高钻井效率。激光技术将会用于现在的钻井中,并且还对激光钻头的优缺点进行了高度概括。

激光钻井:理解激光和岩石相互作用原理

介绍了激光钻井的研究成果,探讨了许多关键性的问题,最终在不同激光条件下进行了每种岩石样品比能的检测,同时还对样品中分裂/熔化区和熔化/蒸发区的界限进行了更精确的测定。用于激光钻井的激光器主要包括:HF(DF)激光器、化学氧化碘激光器、CO2激光器、CO激光器、游离电子激光器、钕钇铝柘榴石激光器。还介绍了包括切削方案、激光系统、能量传输、钻柱和井底钻具组合、钻井液和固控系统在内的激光钻井系统的发展情况。美国天然气技术研究院将继续开发激光钻孔工具,并尽快使其商业化。

激光钻井技术研究展望

主要介绍了目前在石油领域具有实用价值的七种激光技术。为了保证最高效的钻井应对激光器的类型进行选择。激光深井破岩中高温岩屑运移的多相流动理论和激光钻井破岩中的安全性与环境保护,还有待深入研究。激光钻井的优点主要体现在机械钻速比传统的机械钻速高很多,极大地减少了钻井成本。对激光钻井未来发展所面临的挑战和研究重点做了分析与展望,认为在未来激光钻井研究中,主要应考虑以下五个方面:复杂的地层条件、井眼的清洗和异常压力的控制、井筒中气体对机械钻速的影响、温度和压力的双重影响、斩波脉冲和连续波脉冲的选择。

激光与机械联合破岩钻具气路的流固耦合分析

为适应当前复杂深部地层的钻井需求,结合商用激光技术迅速广泛发展及与能源开发行业的融合趋势,展开了激光与机械联合破岩原理试验研究并研制了原理试验钻具。该钻具采用了实施性和经济性较好的气体保护隔离方案。针对原理试验钻具气路设计的合理性,采用CFD-DEM方法进行流固耦合分析,验证了现有试验用空气压缩机所供高速压缩气流对促进钻屑的循环及保护光学镜组模块的作用。仿真分析结果表明:当直径为2-6 mm随机分布的岩屑颗粒以均值为20 m/s正态分布速度逸出时,相对无气体作用工况,当有0.6 MPa高速压缩气流作用于试验钻具后,5 s结束时刻环空返屑效率提高2倍,阻碍激光传输的岩屑颗粒减少1/3,证明该气路设计对加速岩屑循环和保护光学元件具有积极作用。研究方法与结果对激光破岩中光学模块保护及岩屑移运相关研究具有一定的参考价值。