连续油管解卡高频双向震击器研制与现场试验

为解决连续油管打捞,钻塞解卡作业过程中常规震击器震击频率低,解卡成功率低,施工周期长的问题,文章研制了一种新型连续油管解卡高频双向震击器,该工具内部无高精度的液压延时机构,以液压为动力源,采用液压力与弹簧力协同作用的方式,达到连续震击的目的,切换工具提拉或下压状态即可快速转换震击模式。文章重点详述了高频双向震击器的主要结构、工作原理、主要技术性能参数和性能特点,对物理样机进行了双向震击模式的性能评价试验,并在大港油田进行了多口井的现场应用。结果表明,研制的高频双向震击器震击频率高,提高了解卡成功率,有效缩短施工周期提高了施工效率,降低了施工成本,具有较广泛的应用前景。

双向液压震击器在塔里木油田的应用

双向液压震击器作为一种优秀的震击器,在钻井作业预防和解决卡钻方面起到至关重要的作用。塔里木油田某井作业时遇卡钻问题,多次上提下压钻具均未解卡。后浸泡解卡剂多次活动钻具,浸泡26小时后多次下压上提钻具启动震击器工作,最后成功解卡。

震击型中空螺杆取心钻具钻进效率分析

针对深海硬岩取心钻进过程中钻进效率低、取心率低、扰动大、事故率高等问题,本文以深海硬岩为研究对象,通过有限元数值分析软件,探究深海硬岩在回转、冲击复合工况下的破碎机理。研究结果表明:旋转冲击的破岩方式可有效的提高深海硬岩钻进效率;钻进取心过程中可优选15~25 kN钻压,凸台高度可优选4~6 mm,此时钻进速度较快、获取岩心质量较高、能量利用率高;在震击部件强度允许的条件下,冲击频率越接近最优频率,钻进效率越高。

加强型震击器在海上完井射孔管柱中的应用

海上完井射孔管柱中,震击器是至关重要的一个工具,传统液压震击器极易受油温升高影响而出现震击效果下滑问题。基于此,介绍了加强型震击器,分析了加强型震击器在海上完井射孔管柱中的应用过程,此应用可以在提高卡枪卡钻处理效率的同时,从根本上解决了射孔后震击器损坏失效问题,以期相关研究为海上完井射孔管柱作业的安全、高效开展提供一些参考。

随钻震击器震击力及影响因素分析

以塔里木油田山前地区常用的典型钻具组合为例,计算与分析了震击器在处理卡钻事故过程中的震击力及相关影响因素。计算结果表明,上提拉力以及下压力对随钻震击器的影响最大;提高震击效果的最有效方式为增大大钩上提拉力或下压力;震击器上方钻铤或加重钻杆数越少,震击器产生的震击力越大,深井的解卡效果比浅井好;震击器距卡点越近解卡效果越好。

随钻震击器上击力计算研究

以弹性波理论为基础,利用求固有频率的Rayleigh法,推导出了随钻震击器的上击力计算公式。该方法计算的上击力为上提拉力的3倍多,与哈里伯顿公司提供的数据基本一致,为塔里木油田随钻震击器的现场使用提供了理论依据。

打捞震击器力学分析

针对深井、斜井、水平井打捞作业中遇到的复杂解卡问题,对打捞工况进行了震击力学研究。基于弹性理论与动力学理论相结合的方法对打捞震击器震击力进行分析,推导出震击力计算公式。通过实例计算,建立函数关系分析了大钩拉力载荷、钻柱弹性伸长量、震击器上部悬重和震击器行程对震击力的影响,为打捞震击器的结构设计和现场应用提供参考。

关于随钻震击器的研究

现文在Ｓｋｅｅｍ理论基础上，对随钻震击器在震击作业期间产生的震击力、冲量和卡点位移进行了详细的计算，为震击作业期间根据实际情况调节震击器的过拉力提供依据。文内还详细地分析了多种因素的影响关系，为钻柱设计时确定震击器的安放位置提供素材。

液压震击器震击动载荷Rayleigh计算法

文章结合液压震击器的工作原理,综合考虑震击作用中钻柱的摩擦阻力、钻井液阻力、钻柱自身重力以及具有分布质量与刚度系统的振动影响,在合理假设的基础上,建立了液压震击器解卡动力学模型。应用冲击和振动过程中的Rayleigh法,以及弹性卸载波的传播理论,推导出了震击力的计算公式。对直井的修井作业过程进行分析计算的结果表明,与现场经验判断结果非常近似,对震击器的工程实际应用有重要的参考价值。

连续管震击工具技术现状及发展建议

连续管震击工具作为连续管作业管串的标配工具,在连续管打捞、冲砂、定向钻井、复杂井和深井等领域的应用越来越多。主要介绍了国外NOV、Baker Hughes、Weatherford、G-Force和Welltonic等公司震击工具的技术现状及结构特点,随后简要介绍了国内研制连续管震击工具的技术现状及不足,最后提出了我国发展连续管震击工具的几点建议。

液压震击动力学分析及震击力计算

震击器被广泛用于解决钻井过程中的卡钻事故。准确计算震击器的震击载荷对作业中施工参数的选取、震击器安放位置及钻具组合设计具有重要的意义。传统液压震击器动载荷计算方法中,未考虑阻尼力对震击过程的影响。实际震击作业过程中,由于井筒不规则性及钻柱在井筒中偏心对钻柱造成的摩擦阻力、钻井液对钻柱运动产生的黏滞阻力,使钻柱上提加速过程呈有阻尼振动特性。针对这一问题,建立了钻柱阻尼振动力学模型,进行震击加速过程的整体动力学分析,推导出纵向加速过程的位移及速度方程,计算出震击碰撞前钻柱上行最大速度。采用能量守恒定理及动量守恒定理,推导出作用于钻柱卡点处的震击力计算方法,计算模型更接近震击作业中钻柱的实际受力情况。

液压式上击器解卡的震击力计算

为正确描述液压式上击器解卡过程 ,分析各种因素对上击器解卡效果的影响 ,在合理假设的基础上 ,建立液压式上击器解卡动力学模型 ,将上击器解卡过程分为储能阶段、释放阶段和碰撞阶段 3部分 .应用弹性波理论与动力学分析相结合的研究方法 ,对直井的修井作业过程进行了分析与计算 .结果表明 ,震击过程中钻柱上不同位置质点的运动规律不同 ,对震击解卡所起的作用也不同 ,钻柱上离卡点越近的质点所引起的震击力越大 ;上提拉力、上击器安放位置、钻杆尺寸以及落鱼深度等都影响到震击力大小的确定 .

高效震击解卡工艺研究

目前常用的震击钻具组合面对线卡、面卡等复杂卡管柱现象时,由于震击力不足,常常导致解卡失败。为此,对震击钻具组合及其施工参数进行优化设计。优化后的钻具组合为:钻杆+加速器+钻铤+震击器+安全接头+打捞工具,其中的加速器有很好的储能效果,配合加速器使用比不用加速器能使震击效果提高近1倍,同时还有一定的减震效果。在卫77-9井的现场应用中,经过连续震击2.5 h便顺利打捞出机械内割刀,随后又下井3次,连续震击解卡9 h,并配合套铣,共震击360余次,打捞进尺24 m,顺利打捞出已切割断的部分套铣筒、油管反循环阀、喷砂器及封隔器等全部井下落物。

震击器解卡过程的动力学分析

文章运用弹性波理论与动力学分析相结合的方法研究震击器解卡动力学过程,提出利用震击力和震击冲量来衡量震击器解卡效果。用有限元法对直井中的震击解卡作业过程进行计算,分析上提拉力、落鱼深度、钻铤长度、震击器安放位置、震击行程大小和落鱼遇卡程度等各种因素对震击器解卡效果的影响,所得的结果能更好地解释现场震击作业中的一些现象,对震击器的工程实际应用与设计有重要的参考价值。

随钻震击器及减震器失效分析与解决方案

针对常规震击器、减震器在空气钻井中应用时暴露出的产品表面腐蚀严重以及密封形式不适宜等问题,详细分析了失效机理,并从产品整体预防腐蚀及疲劳断裂、流线形结构设计、特殊表面处理工艺、密封材料和结构优化设计、整体功能原理设计等方面设计出适用于欠平衡空气钻井的全机械式空气随钻震击器、减震器。现场应用表明,空气随钻震击器比常规产品表现出更耐高温、更耐腐蚀的特点,适用于空气钻井。

YBZ液压补偿式震击器的研制与应用

胜利油田采油工艺研究院研制的YBZ114型液压补偿震击器结构新颖,采用了高压组合密封、双腔设计、补偿式锥形活塞及扶正刮子等。优化了液压类修井震击工具的技术参数,通过现场试验,具有良好的解卡效果。本文将YBZ114型液压补偿式震击器的研制过程及主要技术特点做了简要介绍。

全液压式随钻震击器的研制与应用

针对钻井过程中常见的井下卡钻事故,研制了新型全液压式随钻震击器。该震击器主要由连接机构、机械锁紧机构、扭矩传递机构、打击机构和密封机构等部件组成。全液压式随钻震击器是一种上下击为一体的新型井下解卡工具,实际操作时,若在起钻过程中遇卡,则启动下击解卡;若在下钻时遇卡或钻头在井底遇卡,则启动上击解卡。厂内台架试验及现场应用结果显示,整套震击器设计合理,机械锁紧力线性稳定,液压延迟时间稳定,能充分满足现场使用要求。

随钻震击器震击载荷计算及安放位置选择

针对震击器的结构、震击过程、影响震击力的因素等方面对震击器的性能进行研究和分析,综合考虑震击器作用过程中钻柱的摩阻、重力以及不同的下部钻具组合结构对震击器震击效果的影响。建立了随钻震击器安放位置优化设计模型,可根据震击载荷对使用随钻震击器或打捞震击器安放位置进行设计。分析结果可对随钻震击器的工程实际应用与设计提供参考。

2起震击器花键心轴断裂原因分析及改进措施

通过对2件断裂的φ203.2 mm(8英寸)随钻震击器花键心轴进行宏观分析、断口微观分析、材质理化性能检验(包括化学成分、力学性能、金相组织)等试验分析研究,结合随钻震击器花键心轴的使用工况和受载特点,综合分析了花键心轴发生断裂失效的原因是由于材料组织不良和结构上的应力集中导致的疲劳断裂,并提出了解决方案和建议。

随钻震击器安放位置优化设计

在钻井施工作业中 ,为了有效地预防钻柱卡钻 ,常常需要在钻柱的某一部位安装随钻震击器。随钻震击器安放位置的不同 ,将极大地影响着震击效果。现文结合随钻震击器的震击原理 ,综合考虑震击作用中钻柱的摩阻、钻柱的重力以及不同的下部钻具组合结构的影响 ,建立了随钻震击器安放位置优化设计模型。实例计算表明 ,该模型实用有效 ,可用于定向井、水平井和大位移井中随钻震击器安放位置的优化设计。