岩屑床

摘要： 四川页岩气大面积的开发,施工中采用的旋转导向工具全部为进口工具,且数量有限,市场供不应求,导致旋转导向工具紧缺。龙马溪地层复杂,卡钻事故时有发现,导致旋导工具进一步减少,常规施工井占比相应增加,但常规导向施工钻井周期较长,机械钻速低,常规导向施工如何提高机械钻速、缩短周期是加快页岩气开发的重要手段之一。

摘要： 大斜度井钻井过程中,在井斜较大位置形成岩屑床堆积,容易引起钻进摩阻大、循环压力高、卡钻等问题。对大位移井岩屑床的形成机理进行了研究分析,并研制一种水力和机械双作用的岩屑床清除工具,现场应用情况表明,使用工具后岩屑返出量增加47.6%,钻进摩阻降低了42.3%,岩屑床清除工具能够提高大位移井返砂效率,有效消除岩屑床形成带来的井下风险。

摘要： 深井钻进过程中,岩屑极易在大肚子扩径井段发生沉积现象,导致井筒净化效果不佳。基于Fluent软件,采用欧拉数学方法,开展了大肚子井段的携岩效率的数值模拟。结果表明:在大肚子水平井段,钻井液的携岩效率与其排量成正比,与其有效黏度成反比;钻杆因重力作用下沉偏心,对沉积岩屑产生横向作用力使其悬浮进入环形空间,对于扩径段推荐使用较低黏度的钻井液;钻杆旋转转速在120~180 r·min^(-1)之间,扩径段岩屑沉积量明显减少;而转速在120 r·min^(-1)以下,钻杆旋转对井眼清洁没有起到明显作用。

摘要： 通过D12-P53井的实际施工情况,对二级结构水平井的施工难点进行了分析,着重对钻具组合的使用、降低斜井段摩阻、破坏岩屑床的技术措施加以介绍.

摘要： 钻井过程中的岩屑清理问题是井眼清洁的主要问题,如果不能较好地清洁岩屑,则会导致岩屑在井眼中形成岩屑床.目前随着定向井、水平井、大位移井等在钻井作业中比重的增加,尤其是分支井的开发,岩屑床的控制在钻井中变得日益重要.如果岩屑床不及时清理将会引起憋泵、卡钻等诸多严重问题,直接影响着钻井效率、钻井成本、井身质量等.本文主要通过从微观分析岩屑的形成原理并结合现场经验,给出常用的岩屑床预防的清理方法.

摘要： 随着大位井钻井技术的不断发展,井眼清洁及监测技术已成为钻井的关键技术和难题.由于其井斜大、稳斜段长,水平位移大等客观原因造成岩屑床堆积,如果作业过程中岩屑床堆积严重,钻井期间会出现憋压、蹩扭矩的现象,严重时可能导致卡钻事故,因此井眼清洁技术是大斜度大位移井钻井工程中的难点和重点,大位移井井眼清洁主要受现场设备、钻井参数、钻井液性能及环空返速等多方面因素影响,本文分析了岩屑床形成机理及井眼清洁技术、监测技术,对减少大斜度大位移井作业中复杂情况和工程事故的发生具有一定指导意义.

摘要： 岩屑床清除工具对减少水平井岩屑床堆积、降低摩阻扭矩具有重要作用.对现场常用的直棱形、螺旋形和V形3种叶片结构的岩屑床清除工具进行了优选,通过实验研究了V形叶片长度、叶片外径和叶片数量对携屑效果的影响规律,设计加工了Φ165.1 mm井眼用V形岩屑床清除工具,现场测试2井次,应用后钻柱摩阻分别下降28.6％和40.0％,起/下钻通畅、无阻卡,保障了后期电测、下套管作业的安全.

摘要： 近年来东海海域通过滚动勘探获得一些边际油气田,依靠海上已有生产设施实施超深大斜度井开发成为实现边际油气田低成本开发的有效途径.超深大斜度井稳斜角大、稳斜段长,钻井过程中岩屑在井筒中易堆积形成岩屑床,导致摩阻增大、起下钻困难甚至卡钻等井下复杂情况,井眼清洁是确保超深大斜度井钻井工程作业安全与高效的关键技术之一.文章通过应用当量循环密度控制、摩阻扭矩随钻监测、岩屑床清除钻杆等技术,配合合理的工程参数与措施,实现了钻井液的高效携岩,有效清除岩屑床,突破了超深大斜度井携带岩屑困难的技术瓶颈.该技术的应用,解决了东海超深大斜度井井眼清洁技术难题,提高了钻井过程中的携岩效果,减少了清洁井眼辅助时间,保障了作业安全,为边际油气田的超深大斜度井开发提供了参考.

摘要： 涪陵工区页岩气水平井钻井过程中,岩屑容易沉积到井眼低边形成岩屑床,由于井筒携岩不佳导致的卡钻、漏失、高摩阻扭矩等钻井问题.井眼清除工具主要是在特制钻杆上设计特殊的流体通道和扶正耐磨结构,其作用是使上返的钻井液在流道中产生扰动,实现井壁冲刷作用,同时利用钻柱旋转,切削岩屑床,旋升沉积在井眼低边的岩屑进入大环空,使其能够被钻井液携带出去,抑制岩屑床形成.

摘要： 岩屑清除所用工具大多为外置倒棱叶片式工具,需要辅以旋转钻杆才能完成清理作业,其清除效果受到工作条件的限制.为此,提出使用内外螺旋流道组合的液力式助流工具,并对其进行数值模拟分析.建立数值模型进行数值模拟,将岩屑在井筒环空内的体积分数分布云图及出口环空面上岩屑质量流量作为助流效果评价指标.评价结果显示,内外螺旋组合助流方式的效果为最优.当螺旋槽数量为3时,出口环空面上的岩屑质量流量达到0.126 kg/s;当螺旋槽轴向长度为500 mm时,出口环空面上的岩屑质量流量为0.225 kg/s,携岩能力提升了1倍;当螺旋槽导程为600 mm时,出口环空面上的岩屑质量流量为0.328 kg/s,携岩能力提升了45.7％.此外,旋流后井筒中的岩屑堆积现象得到缓解.

摘要： 渤海A区块已钻井达上百口,目前正在进行新一批的钻井作业,针对前期在大斜度井、水平井井段在钻井过程中,岩屑易堆积形成岩屑床,导致钻井过程效率低下、倒划眼频繁憋压、蹩扭矩等问题,通过引入机械式岩屑床清除工具,利用其机械挖掘作用和压力吸附、机械传动和循环推动作用,将堆积岩屑循环带离下井壁,随之循环带出井筒.本文以大斜度井段达到1400m左右的某37井为例,从该工具的加放、使用前后的钻井参数(泵压、扭矩等)对比、钻后倒划眼效果对比等方面分析说明岩屑床清除工具的效果和意义.

摘要： 气体钻水平井过程中,因钻杆的自重倾向于下井壁方向,这将容易引起岩屑床的形成,从而造成井眼堵塞和卡钻事故.针对水平井段的岩屑床现象,本文设计了一种类似叶片的特殊部件,即旋涡发生器,并安装于常规钻杆表面,以便达到改善流场的效果.此外,利用计算流体动力学(CFD)软件数值模拟了在旋涡发生器的作用下偏心环空中气体的流动分布特征.结果表明,当使用带有旋涡发生器的改进钻杆时,环空气体切向速度得到大幅度提高,环空内出现了不同形状、范围的旋涡结构,以及随着偏心距的增加,旋涡发生器的作用越大,对减少岩屑床产生的可能性具有一定的理论指导意义.

摘要： 提出一种利用脉冲射流破坏复杂结构井岩屑床的技术思路,数值模拟结果表明:本文提出的工具结构与井壁之间形成的非对称式自激振荡腔能够形成显著的涡量扰动,激发局部负压和强烈湍流,其中振荡腔内的局部负压,能够限制岩屑的沉积并促进其均匀分布,而强烈的湍流扰动,可对岩屑床产生冲刷、剪切等作用,抑制岩屑床形成的同时清除已经形成的岩屑床.

摘要： 气体钻水平井过程中,因钻杆的自重倾向于下井壁方向,这将容易引起岩屑床的形成,从而造成井眼堵塞和卡钻事故.针对水平井段的岩屑床现象,本文设计了一种类似叶片的特殊部件,即旋涡发生器,并安装于常规钻杆表面,以便达到改善流场的效果.此外,利用计算流体动力学(CFD)软件数值模拟了在旋涡发生器的作用下偏心环空中气体的流动分布特征.结果表明,当使用带有旋涡发生器的改进钻杆时,环空气体切向速度得到大幅度提高,环空内出现了不同形状、范围的旋涡结构,以及随着偏心距的增加,旋涡发生器的作用越大,对减少岩屑床产生的可能性具有一定的理论指导意义.

摘要： 大位移井、水平井等复杂结构井型大斜度井段携岩效率低,易形成岩屑床,导致钻柱高摩阻、高扭矩.为解决该问题,应用计算流体力学(CFD)数值模拟方法设计了两种不同叶片类型的岩屑床清洁工具,并分别模拟分析了两种叶片对环空钻井液—岩屑流动的影响规律.数值模拟分析表明:S形螺旋叶片对其井眼下方的岩屑床有较好的清洁效果,而V形叶片对其井眼上方的岩屑床清洁效果较好,岩屑床清洁工具应用S形螺旋叶片和V形叶片组合能够明显提高井眼清洁效率.

摘要： 设计了一种带有负角的螺旋叶片岩屑清洁工具短节,对该清洁工具工作过程进行力学分析,研究岩屑颗粒在螺旋叶片上的运动,得出旋转清洁工具螺旋角与岩屑颗粒通过旋转工具后的轴向、周向速度关系,并结合计算流体力学(CFD)方法验证速度公式的适用性.研究结果表明:螺旋角作为清除岩屑床旋转机械的可控参数,对工具性能产生重要影响;调整螺旋角可得到岩屑颗粒相应的轴向和周向诱导速度,随着对这类旋转机械作用原理的深入认识,可通过恰当的参数设计得到最优效果的工具.

摘要： 近年来,随着随钻测量技术的发展,中国水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井的数量和比例正在不断增加。但复杂结构井的固井质量却一直得不到很好的解决,而复杂结构井岩屑床的存在正是导致这一问题的重要原因之一。本文详细分析了复杂结构井岩屑床形成的原因,介绍了目前常用的两种岩屑床清除方法,重点介绍了中国石油化工集团公司胜利石油管理局钻井工艺研究院(以下简称钻井院)研发的岩屑床清除工具的结构及其清除机理,并通过在胜利油田一口实验井的情况,证明该技术的可行性,对于提高复杂结构井固井质量有较好的指导意义。

摘要： 随着CAE仿真技术的发展,各种数值仿真方法在产品开发设计中得到了人量的应用.本文应用计算流体动力学(CFD)和有限元分析(FEn)技术,设计开发了一种可以高效清除岩屑床并具有高抗扭特性的新型钻杆.CFD计算表明,末端采用锥面过渡收尾的螺旋槽道能在小环空处产生更大幅度的切向速度、轴向速度波动,更高的动压,更低的静压,且具有更大的有效作用距离,更加有利于岩屑的清洗.三维有限元分析结果表明,典型大位移井载荷工况条件下双台肩钻杆接头相比常规单台肩钻杆接头von Mises应力更低,各螺纹牙上的承载也更低,更能适应苛刻井况.借助于CAE仿真技术,对新型钻杆的一系列关键参数进行了研究,对新型高效岩屑清除钻杆的开发设计具有重要的指导意义.

摘要： 在定向井钻井过程中，岩屑床的形成极易造成井眼堵塞和卡钻事故。分析了形成岩屑床的影响因素，提出了控制岩悄床应采取的措施，即中斜度井段选择平板型层流洗井，大斜度井段采用紊流洗井，中斜度及大斜度定向井环空返速应控制在0.9-1.5m/s为宜。

摘要： 本发明公开了一种基于岩屑输送实时称重的岩屑床预警方法，包括：1、计算井底实时岩屑产生量并生成井底岩屑实时产生量曲线；2、采用螺旋输送机实时输送从井底返出到井口的岩屑，并在输送过程中实时称重岩屑重量，然后根据实时称重得出的岩屑重量生成岩屑实时返出量曲线；3、将井底岩屑实时产生量曲线和岩屑实时返出量曲线归一化到同一坐标系；4、将不同时刻返出的岩屑重量与对应时刻井底实时产生的岩屑重量进行对比，计算出岩屑在不同时刻的返出比例；5、根据返出比例确定是否需要提供预警。本发明能通过井底实时产生岩屑重量与岩屑返出重量的对比对井底岩屑状况进行有效的预警预判，有利于工程技术人员及时制定措施，减少井下事故。

摘要： 本发明公开了一种基于岩屑输送实时称重的岩屑床预警方法，包括：1、计算井底实时岩屑产生量并生成井底岩屑实时产生量曲线；2、采用螺旋输送机实时输送从井底返出到井口的岩屑，并在输送过程中实时称重岩屑重量，然后根据实时称重得出的岩屑重量生成岩屑实时返出量曲线；3、将井底岩屑实时产生量曲线和岩屑实时返出量曲线归一化到同一坐标系；4、将不同时刻返出的岩屑重量与对应时刻井底实时产生的岩屑重量进行对比，计算出岩屑在不同时刻的返出比例；5、根据返出比例确定是否需要提供预警。本发明能通过井底实时产生岩屑重量与岩屑返出重量的对比对井底岩屑状况进行有效的预警预判，有利于工程技术人员及时制定措施，减少井下事故。

摘要： 本发明公开了一种利用环空流体的岩屑床破坏器，包括固定杆和破坏器本体，所述破坏器本体包括连接管、破坏器外壳、旋转管和钻头，所述连接管设置在固定杆上，所述破坏器外壳固定安装在连接管远离固定杆的一端且破坏器外壳上设置有若干组第三破碎头，本发明在现有的岩屑床破坏器上增设有探测装置和感压装置，通过探测装置能够检测出岩屑床的厚度，通过磁场发生器能够控制第三破碎头伸出破坏器外壳的长度，通过空气泵能够控制破坏器本体与固定杆相连接还是与驱动装置相连接，通过第三破碎头和破坏器本体能够达到破坏岩屑床的目的，通过感压装置一方面能够阻断钻井液进入井壁内，另一方面能够使得磁场发生器和空气泵工作。

摘要： 本发明公开了一种水平井岩屑床处理方法及装置，其中该方法包括：根据水平井钻井工程信息，预测钻井全过程中岩屑床的分布形态，预测每一井段的岩屑清洁工具下入位置；计算每一井段的实际岩屑床高度；对预测的每一井段的岩屑清洁工具下入位置进行修正；根据钻井过程中的钻井返出岩屑百分比、钻井岩屑粒度分布偏锋程度和钻井钩载悬重变化率，确定每一井段的岩屑床高度风险等级；将不同的岩屑床高度风险等级，关联不同的岩屑床清除方案；针对每一井段，输出该井段的岩屑清洁工具下入位置的修正数据、和该井段的岩屑床高度风险等级所关联的岩屑床清除方案。本发明可提升水平井岩屑床处理的准确度和处理效率，有效解决水平井岩屑床的堆积问题。

摘要： 本发明提出一种岩屑床清除工具，涉及石油钻井机械技术领域，该岩屑床清除工具包括壳体，壳体内具有导流腔和多个导流通道，导流腔沿水平方向贯通壳体，各导流通道的一端与导流腔相连通，各导流通道的另一端贯通至壳体的外壁，多个导流通道沿导流腔的圆周方向顺序间隔排列，各导流通道内分别安装有仅允许流体向下流动的控制组件。本发明提出的岩屑床清除工具，能够有效清除井下岩屑床，保证水平井、大位移井的正常、高效地运行。

摘要： 本发明提出一种锥管式井下岩屑床清除工具，涉及石油钻井机械技术领域，该锥管式井下岩屑床清除工具包括呈筒状的壳体，壳体内开设有沿轴线贯通的导流腔，壳体内还开设有沿壳体圆周方向顺序间隔排列的多个导流通道，各导流通道分别沿壳体的径向设置，导流通道的一端为入口端，导流通道的另一端为出口端，入口端与导流腔相连通，壳体的外壁上开设有与出口端相连通的孔眼，导流通道由入口端至出口端逐渐扩径，各导流通道内设置有能够封闭入口端的阀球，孔眼的内径小于阀球的外径。本发明提出的锥管式井下岩屑床清除工具能够定向清除井下岩屑床，保证水平井、大位移井的正常、高效地运行。

摘要： 本发明公开了一种长水平井岩屑床清除装置，涉及石油钻井岩屑床清除技术领域，包括母接头、水眼、公接头、本体、叶片，所述母接头、本体、公接头依次连接，所述本体之间设有叶片，所述本体上设有多个水眼,所述水眼在钻杆旋转时同时打开并射流，所述装置可拆卸，通过丝扣与钻杆连接。本发明结构简单，操作方便，能够同时通过水力、机械双作用破坏及清除岩屑床，清洁效率高。

摘要： 本说明书实施例提供一种岩屑床破坏器清岩效果评价方法和装置。所述方法包括：构建对应于目标岩屑床破坏器的目标几何模型；模拟所述目标几何模型在至少两种钻进参数下的旋转状态；分别获取各个旋转状态所对应的流场参数；基于所述流场参数计算清洁度；根据所述清洁度评价所述目标岩屑床破坏器的清岩效果。上述方法与实际的岩屑床破坏器的结构相结构，考虑了不同参数对清岩过程的影响，从而能够直接定量地对岩屑床破坏器的清岩效果进行表征，进而能够对岩屑床破坏器的结构以及清岩方案进行进一步的优化，有利于生产开发过程的有效实施。

摘要： 本实用新型公开了一种具有斜直棱状岩屑二次破碎器的钻杆及岩屑床清除装置，钻杆，包括：本体，本体的外周上设置有多个直棱型槽道，本体具有第一端和第二端，直棱型槽道自本体的第一端延伸至本体的第二端，直棱型槽道的横截面为矩形，直棱型槽道用于在钻杆转动时驱动周围的钻井液形成紊流；斜直棱状岩屑二次破碎器，斜直棱状岩屑二次破碎器套设并固定在本体上。本实用新型的钻杆通过上述技术方案，在本体的外周上设置多个直棱型槽道，由于钻杆旋转，直棱型槽道会驱动周围的钻井液形成多个紊流漩涡，从而将岩屑卷起，携带出井口，提高岩屑的携带率，另外，通过设置斜直棱状岩屑二次破碎器还可以二次破碎岩屑，同时减少钻杆的偏心程度。

摘要： 本实用新型公开了一种具有V型棱状岩屑二次破碎器的钻杆及岩屑床清除装置，钻杆包括：本体，本体的外周上设置有多个螺旋槽道，本体具有第一端和第二端，螺旋槽道自本体的第一端延伸至本体的第二端，螺旋槽道的横截面为三角形，螺旋槽道用于在钻杆转动时驱动周围的钻井液形成紊流；V型棱状岩屑二次破碎器，V型棱状岩屑二次破碎器固定套设于本体，V型棱状岩屑二次破碎器包括多个叶片，叶片的纵截面呈V形，多个叶片沿本体的周向相互间隔地布置，相邻两个叶片之间形成V形的导槽。本实用新型的钻杆可以提高岩屑携带率，还可以对岩屑进行二次破碎，从而大幅提高现场作业效率，降低成本。