集减振、脉冲和冲击于一体的钻井提速工具设计及仿真

钻井过程中,为了减少钻柱振动带来的危害,提高破岩效率,节省钻井成本,设计了一种以井下轴向振动作为动力源,同时可实现脉冲射流和轴向冲击的多功能提速工具。其中的减振装置可减少钻柱轴向振动对钻头、钻柱造成的损伤,并作为动力带动中心轴进行往复运动;中心轴的运动改变了钻井液的过流面积,从而形成了脉冲式射流,加快井底携岩效率,增强水力辅助破岩效果;中心轴带动冲锤给钻头施加周期性的冲击力,实现冲击辅助破岩。通过钻具轴向振动规律的研究,优化工具的结构设计;模拟分析过流面积变化对井底压力的影响,提高脉冲射流压差;建立冲击破岩力学模型,分析不同岩性条件下冲击力与破岩效率的关系,提高冲击破岩效果。该工具结构中易损件极少,结构可靠,满足钻井复杂条件下对工具寿命和强度的要求。

SLTIT型扭转冲击钻井提速工具

在我国钻井大提速的背景下,提出了一种集机械剪切、水力和扭转冲击3种破岩方式共同作用的复合钻井工艺新技术及装备。旋转钻井过程中,在不影响钻进的情况下,扭冲工具利用钻井液驱动内部冲击锤做反复的扭转冲击,将部分流体能量转换成一定频率、周向扭转、冲击型的井底机械破岩能量,并直接传递给钻头。5口井的现场试验结果表明,扭转冲击复合钻井技术与装备适合我国的钻井技术环境,能够有效消除PDC钻头的卡滑现象,减轻钻柱扭转振荡,能够有效保护钻头和钻具等配套部件,有效降低钻井成本。

频率可调脉冲提速工具深井提速现场试验研究

脉冲射流技术是提高钻井机械速度的一种有效方法。根据机械强制脉冲与自激振荡脉冲相结合的原理，研制了频率可调脉冲提速工具。现场2口井的试验结果表明，频率可调脉冲工具在深井井段提高机械钻速21．30％～59．17％，提高钻头进尺36．07％～148．15％。频率可调脉冲提速工具结构简单、可靠性高，在现有钻井设备和工艺参数基本不改变的情况下，能在深井下部地层取得较好的提速效果。作为一种能有效提高钻井机械钻速的技术，频率可调脉冲提速工具在深井钻井中具有广阔的应用前景。

大庆油田页岩油水平井钻井提速技术

针对大庆油田古龙区块页岩油水平井钻井过程中存在井壁易失稳、摩阻扭矩大和钻井周期长等技术难点,以大庆页岩油高效快速开发为目的,分析了该区块地层特点和钻井施工难点,优化了三开井身结构,确保页岩目的层施工安全;根据实钻经验及现有技术水平,对井眼轨道进行优化,降低施工难度;针对二开直井段缩径、三开造斜段和水平段钻井周期长等问题,进行了井壁修整工具、旋冲螺杆钻井工具、清砂接头和水力振荡器等工具研究,并进行了钻井参数优化,形成了大庆油田页岩油水平井钻井提速技术。该技术在大庆油田古龙区块3口页岩油水平井进行了现场试验,平均完钻井深4691 m,平均机械钻速19.03 m/h,机械钻速提高53.7%,平均钻井周期35.23 d。研究与现场试验表明,大庆油田页岩油水平井钻井提速技术可为大庆油田页岩油高效开发提供技术支撑。

钻井提速用振动冲击工具研究进展

振动冲击工具作为钻井提速的有效手段之一,正在得到行业内的广泛认同和重视。本文通过详细列举轴向振动冲击器、扭转冲击器和复合冲击器等工具的最新研究进展,明确了振动冲击工具通过合理利用钻井液水力能量并将其转化为冲击破岩能量,可以有效地提高破岩效率、改善钻头破岩环境、降低破岩阻力。并就现场应用情况来看,能够明显地提高钻井过程中的机械钻速,缩短钻井周期。