钻井工具

摘要： 基于国内实际情况,首先介绍国内一些较为常见的石油钻井工具的整体发展情况,在此基础上,论述使用钻井工具的重要价值,接下来阐述石油钻井工具检测所涉及的内容,最后结合笔者经验,对石油钻井工具的具体应用路径进行了介绍,希望为从事石油勘探开采方面的工作人员提供参考。

摘要： 在钻井工程领域中会利用旋转导向钻井技术,选择稳定器、测量仪器等组成钻井系统,通过旋转导向的方式完成井斜、方位等调整,转变了传统滑动导向的钻井方式,该技术的运用能够借助钻井工具,对钻井过程施工精度进行有效控制,保证钻井安全,且钻井速度也能得到保证。下文对于该技术原理进行分析,明确不同钻井工具的运用流程,以期为相关工程的应用提供参考。

摘要： 为抑制PDC钻头钻进硬地层时的粘滑振动,设计了一种可以为PDC钻头提供周向冲击载荷的脉动式扭转冲击钻井工具,并在介绍其结构设计和分析其工作原理的基础上,建立了计算其周向扭矩、直井工况下冲击功的数学模型,通过算例分析了其工作特性。分析结果表明:脉动式扭转冲击钻井工具的周向扭矩随排量增大而增大,随节流喷嘴直径增大而减小;在直井中的冲击功随钻柱扭矩和扭转角度增加而增大,随钻压增大而减小。脉动式扭转冲击钻井工具样机性能室内测试结果表明,该钻井工具能实现高频扭转冲击,且其工作频率、周向腔体压差和周向扭矩均随排量增大而增大。研究和测试结果表明,脉动式扭转冲击钻井工具的结构设计合理,能够为PDC钻头提供周期性扭转冲击载荷,抑制PDC钻头的粘滑振动。

摘要： 在石油钻井起下钻等作业中,液压吊卡的使用可以大大减少人员干涉,提高了作业安全性和高效性。液压吊卡已成为陆地先进的钻机和海上钻井平台(船)的标准配置。文章调研了液压吊卡在海上钻井平台使用过程中出现的故障现象,分析液压吊卡在现场使用中存在的问题,并深入研究主流液压吊卡的液压系统,提出液压吊卡控制系统的优化设计方案,有助于提升吊卡液压系统的稳定性。优化后的液压吊卡已在国内渤海某高端自升式钻井平台上初步测试应用,可以有效提升系统的稳定性和现场作业效率,为液压吊卡制造商优化液压吊卡提供建议。

摘要： 页岩气、致密油气、深井超深井油气和深水油气的勘探开发对钻井工具与仪器提出了更高要求。本文介绍了国外钻井工具与仪器的新进展,钻井工具包括高效破岩钻头(Aegis铠装合金钻头、Crush&Shear™混合式钻头、智能自适应钻头、StrataBlade*凹面金刚石元件钻头和HyperBlade*双曲面金刚石元件钻头)、辅助破岩工具(Navi-Drill DuraMax井下马达、NitroForce™高性能螺杆和耐温300°C螺杆钻具)和循环短节(iCWD智能循环短节、iDisc智能循环和丢手工具、MOCS G2循环短节和JetStream®RFID循环短节),而钻井仪器包括旋转导向工具(Lucida高端旋转导向系统、RST旋转导向系统、VectorEDGE旋转导向系统、HALO高性能旋转导向系统和NeoSteer@bit导向系统)和随钻测量仪器(TruLink*高分辨率动态MWD、IriSphere*随钻前视LWD、HEX200°C高温LWD和QuestTM随钻陀螺测斜仪)。在此基础上,对国内钻井工具与仪器的未来发展提出了建议。最后指出我国应尽快完成核心钻井工具与仪器的国产化,继续加大低成本替代技术的研究力度,以实现经济有效开发。

摘要： 在一维冲击辅助破岩技术基础上发展出了更加高效的多维冲击破岩技术,但相应的破岩机理研究却不够深入.为揭示多维冲击提高PDC钻头破岩效率的机理,建立了冲击-切削破岩分析模型,模型将一维和多维冲击作用视为不同角度的单齿冲击问题,通过有限单元法探讨了轴向、扭向和多维冲击作用下岩石的损伤演化和岩屑形成过程,并进一步计算和分析了冲击角度范围为0°～90°的破岩比功,通过现场试验对模拟结果进行了验证.结果表明:一维与多维冲击的岩石破碎机理不同,多维冲击破岩过程同时受到挤压和剪切裂纹的影响;不同冲击速度矢量存在不同的最优冲击角度使破岩比功最低;多维冲击器提速幅度高于一维冲击钻井工具;研究结果有助于传统冲击钻井工具与结构优化的技术升级.

摘要： 随着钻井技术的不断提升,对钻井工具的要求不断提高.为避免钻井工具在长期使用后,因疲劳产生缺陷,缩短使用寿命,酿成事故,对钻井工具进行无损检测十分必要.本文介绍了无损检测技术对钻杆等钻井工具进行无损检测的具体情况.

摘要： 干热岩(hot dry rock,HDR)作为一种清洁和可再生能源,较传统能源有很多优点,但钻探难度大一直是制约其推广应用的主要问题.首先分析了干热岩高温钻探的特点和难点,随后系统地梳理了包括先进钻井技术、钻井工具及钻井液的中外研究进展.详细评述了气体钻井、液氮射流钻井及热-机械联合钻井(combined thermal mechanical drilling,CTMD)3种钻井技术的运行机理和适用范围,钻井工具的研究现状和发展方向,以及不同高温钻井液体系的选取依据和整体性能优化思路.最后,结合目前的研究水平进一步对钻进过程中钻井设备的高效优选、新型钻井液的整体性功能评价以及设备参数的动态调控进行了展望,以期为中国高温干热岩采热系统钻探研究及工程实践提供参考.

摘要： 非常规油气田开发中,超长水平井应用广泛.近几年中国国内各油气田在超长水平井钻井技术上相继有重大突破,但在优快钻井方面,有待进一步提高技术的有效性和可重复性.北美非常规油气开发较早,优快钻井技术已经非常成熟,超过3000 m的超长水平井也相当普遍,而且钻井效率明显高于国内同类型井.本文针对北美超长水平井先进的钻井设备、钻井设计、井下工具、施工参数以及施工操作和管理等方面,结合美国二叠纪盆地2口水平井的实钻数据,概要介绍北美超长水平井优快钻井技术及效果,供借鉴与参考.

摘要： 为解决传统水平井钻井工具造斜率低的问题,研究水平井旋转造斜钻井工具.通过分析旋转导向工具对井壁的推靠力,计算旋转导向工具降斜作用力,通过LWD测量确定主要参数,实现旋转导向设计.设计实例分析,结果表明,设计的工具造斜率明显高于常规工具,能够解决传统水平井造斜低的问题.

摘要： 连续管钻井技术具有成本低、效率高、安全可靠性强等优势,近年来在国外应用广泛,取得了良好的经济效益;而国内目前还没有连续管钻井现场的成熟应用,仅限于修井作业领域.区别于常规旋转钻井,连续管不能旋转的特点决定了其必须借助特殊的井下工具才能实现钻进过程,而这正是制约连续管钻井在国内发展的主要原因之一.在介绍连续管钻井工具特性和组成基础上,对比不同类型工具的优缺点,结合自主研发连续管钻井核心工具及现场试验情况,为国内连续管钻井技术的应用及推广提供思路.

摘要： 所研制的液力复合冲击器将水力振荡器和扭力冲击器两种工具的技术优势结合为一体,是一种能够有效提高机械钻速的钻井工具.本文介绍了液力复合冲击器的结构特点、工作原理以及现场应用情况,为进一步开展钻井提速工具的研究积累了经验.

摘要： 目前,美国拥有国际上最先进和最为成熟的致密油气开发技术技术.而从美国页岩气开发过程分析看,水平井技术和大规模储层改造是进行致密油气开发的金钥匙,而与之相配套的技术工艺与工具,包括钻井工具、钻井液、钻头、"工厂化"技术等,都是开发致密油气不可分割的关键环节.本文通过对美国致密油钻井典型技术的梳理,对其开发过程中钻井工具、钻井液、钻头、"工厂化"技术进行了总结.

摘要： 随着钻井工具的不断发展,对信号传输技术提出了高速率的要求,结合当前的技术现状,本文针对在短时间内容易实现且能够进行工业应用的连续波进行了研究,并进行了其关键装置连续波脉冲发生器的结构设计.

摘要： 基于水力脉冲及冲击钻井的技术优势,提出了自激振荡式旋转冲击钻井技术并研制相应钻具.阐明了自激旋冲钻具的脉冲提速机理,并介绍了工具的型号系列以及排量对工具性能的影响规律.重点介绍了工具的现场应用效果,结果表明:自激旋冲钻具可平均提速40％以上,有利于延长钻头使用寿命,提高井身质量;对牙轮和PDC钻头以及各大油田典型地层具有普适性,可与螺杆和MWD配合在大斜度井中进行防脱压提速钻进,易于推广应用.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 为明确水力振荡器工作性能参数,提高水力振荡器技术服务质量,研制了用于检测水力振荡器工作性能的测试装置.在对水力振荡器工作原理分析基础上,根据工具所需测量参数的需求,设计水力振荡器性能测试装置.该套测试装置能够实时监测、显示及存储工具的振动位移及压力参数,对工具进行性能检测和故障排查.利用该套测试装置对水力振荡器进行了性能测试,结果表明,该测试装置可对水力振荡器的关键参数进行测试,测试结果能够准确反映其工作性能和故障原因.所得结论对水力振荡器性能检测及参数优化具有重要意义.

摘要： 本发明为一种钻井工具用分解性橡胶构件；由该构件构成的钻井工具用分解性密封构件或保护构件；钻井用堵塞器等钻井工具以及钻井方法，所述钻井工具用分解性橡胶构件由相对于分解性橡胶100质量份，含有0.1～20质量份的分解性促进剂的橡胶材料(可以含有其他橡胶材料和/或强化材料)形成，优选在150°C的水中浸泡24小时后的质量或50％应变压缩应力的减少率为5％以上，并且/或者在150°C的水中浸泡72小时后的质量的减少率为5～100％，根据期望进一步在66°C的拉伸断裂应变为50％以上，70％应变压缩应力为10MPa以上且压缩断裂应变为50％以上。

摘要： 本发明涉及一种推靠装置，用于安装在垂直钻井工具上，包括：具有中空长方体结构的本体；安装在所述推靠本体内且套设在所述垂直钻井工具的芯轴上的矩形缸套，所述缸套的第一对侧壁与所述本体的相应外壁共同限定了一对活塞腔；以及安装在各个所述活塞腔中的活塞，所述活塞能够在来自所述垂直钻井工具的芯轴的钻井液的作用下径向运动，以便推靠井壁，其中，所述推靠本体包括一对径向相对的肋板，以及与所述活塞相连的一对径向相对的推靠翼肋，径向相对的所述推靠翼肋通过肋板相互连接而形成互锁结构，所述肋板能够在所述缸套的第二对侧壁上滑动，以使一对径向相对的所述推靠翼肋沿相同方向运动。

摘要： 本发明公开了一种钻井动力工具、钻井工具及形成井眼的钻井方法。钻井动力工具包括能量转换机构和阀轴系统，所述能量转换机构为旋转发生器；所述阀轴系统包括定子、转子、动阀片总成、定阀片总成和轴总成，转子左右往复运动并驱动与其直接相连的动阀片总成；所述能量转换机构为螺杆或涡轮或叶轮。本发明可实现在旋转钻头的同时，其钻头处钻压和井底钻压均类似正弦规律的连续温和变化，有利于围岩强度降低和裂缝发育，能显著提高破岩效率；另外，钻头处井底压力发生周期性变化，交替产生负压和高压喷射，在压力变小时，为欠平衡或气体钻井液钻井，改变了围岩环境，能显著提高机械钻速。

摘要： 本发明提供一种可扩径的环状密封构件，即钻井工具用分解性密封构件，其中，可扩径的环状密封构件具备沿轴向划分的两个以上的环状构件，并且各个环状构件由硬度在A60～D80范围内的具有分解性的高分子材料形成；一种钻井用堵塞器；以及使用该钻井工具用分解性密封构件的钻井方法。

摘要： 本发明为一种钻井工具用分解性橡胶构件；由该构件构成的钻井工具用分解性密封构件或保护构件；钻井用堵塞器等钻井工具以及钻井方法，所述钻井工具用分解性橡胶构件由相对于分解性橡胶100质量份，含有0.1～20质量份的分解性促进剂的橡胶材料(可以含有其他橡胶材料和/或强化材料)形成，优选在150°C的水中浸泡24小时后的质量或50％应变压缩应力的减少率为5％以上，并且/或者在150°C的水中浸泡72小时后的质量的减少率为5～100％，根据期望进一步在66°C的拉伸断裂应变为50％以上，70％应变压缩应力为10MPa以上且压缩断裂应变为50％以上。

摘要： 本发明涉及一种推靠装置，用于安装在垂直钻井工具上，包括：具有中空长方体结构的本体；安装在所述推靠本体内且套设在所述垂直钻井工具的芯轴上的矩形缸套，所述缸套的第一对侧壁与所述本体的相应外壁共同限定了一对活塞腔；以及安装在各个所述活塞腔中的活塞，所述活塞能够在来自所述垂直钻井工具的芯轴的钻井液的作用下径向运动，以便推靠井壁。

摘要： 一种具有韧性的钻井工具或其构件，其优选为封堵球、球座、压裂塞或桥塞，并且由含有分解性树脂和韧性改善剂的分解性树脂组合物形成，该分解性树脂组合物的悬臂梁冲击强度(无缺口)为1000J/m以上，拉伸伸长率为3％以上，且拉伸强度为30MPa以上；含有分解性树脂60～99.9质量％和韧性改善剂0.1～40质量％的钻井工具(构件)用分解性树脂组合物；以及使用该钻井工具(构件)的油气资源的回收方法。

摘要： 本发明公开了一种钻井动力工具、钻井工具及形成井眼的钻井方法。钻井动力工具包括能量转换机构和阀轴系统，所述能量转换机构为旋转发生器；所述阀轴系统包括定子、转子、动阀片总成、定阀片总成和轴总成，转子左右往复运动并驱动与其直接相连的动阀片总成；所述能量转换机构为螺杆或涡轮或叶轮。本发明可实现在旋转钻头的同时，其钻头处钻压和井底钻压均类似正弦规律的连续温和变化，有利于围岩强度降低和裂缝发育，能显著提高破岩效率；另外，钻头处井底压力发生周期性变化，交替产生负压和高压喷射，在压力变小时，为欠平衡或气体钻井液钻井，改变了围岩环境，能显著提高机械钻速。

摘要： 本发明提供一种可扩径的环状密封构件，即钻井工具用分解性密封构件，其中，可扩径的环状密封构件具备沿轴向划分的两个以上的环状构件，并且各个环状构件由硬度在A60～D80范围内的具有分解性的高分子材料形成；一种钻井用堵塞器；以及使用该钻井工具用分解性密封构件的钻井方法。

摘要： 本实用新型涉及一种钻井动力工具及新型钻井工具。钻井动力工具包括能量转换机构和阀轴系统，所述能量转换机构为旋转发生器；所述阀轴系统包括定子、转子、动阀片总成、定阀片总成和轴总成，转子左右往复运动并驱动与其直接相连的动阀片总成；所述能量转换机构为螺杆或涡轮或叶轮。本新型可实现在旋转钻头的同时，其钻头处钻压和井底钻压均类似正弦规律的连续温和变化，有利于围岩强度降低和裂缝发育，能显著提高破岩效率；另外，钻头处井底压力发生周期性变化，交替产生负压和高压喷射，在压力变小时，为欠平衡或气体钻井液钻井，改变了围岩环境，能显著提高机械钻速。