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《直井防斜鉆具組合技術(shù)綜述-蔡振華.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、直井防斜鉆具組合技術(shù)綜述蔡振華摘要：在石油及天然氣鉆井過程中，影響井斜的因素是多方而的，鉆具組要及其操作技術(shù)對控制井斜起中至關(guān)重要的作用。隨著鉆具組合技術(shù)的發(fā)展，控制井斜的技術(shù)水平和能力也不斷提高。文章對旋轉(zhuǎn)鉆井過程中，國內(nèi)外一些具有代表性的直井防斜鉆具組合，尤其是對國內(nèi)近兒年的最新防斜鉆具結(jié)構(gòu)做了概要論述，并對這些防斜鉆具的優(yōu)缺點進(jìn)行了對比分析。同時還簡要介紹了國外最先進(jìn)的井斜控制閉環(huán)系統(tǒng)及應(yīng)用情況。旨在為鉆井界科技人員提供此方而的技術(shù)信息，以便在實際鉆井中加以利用和選擇。主題詞：直井；防斜裝置；鉆具
2、組合；技術(shù)；綜述鉆井理論和工程實踐表明，影響井斜的因素主要有地質(zhì)條件、下部鉆具組合和操作技術(shù)。地質(zhì)因素（地層傾角等）對井斜的影響是客觀的不可控制因素，而防斜鉆具組合■和操作技術(shù)則是主觀的、可控制因素。因此，隨著鉆井工藝?yán)碚摵蛯嵺`應(yīng)用的不斷發(fā)展，直井防斜鉆具組合技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)步。為了便于鉆井工程技術(shù)人員在鉆井施工中含理選擇和應(yīng)用，本文將對國內(nèi)外先進(jìn)的防斜鉆具組合和操作技術(shù)做一概述。1鐘擺防斜鉆具1.1工作原理鐘擺鉆具是利用斜井內(nèi)鉆柱切點以下鉆鋌重量的橫向分力把鉆頭壓向井眼下方，以逐漸達(dá)到減小井斜的
3、效果。這個橫向分力的作用猶如鐘擺一樣，故稱之為鐘擺力。增加鐘擺力的一個辦法是盡可能使用較大尺寸的鉆鋌，這樣鉆鋌不容易被壓彎，切點位置相對較高，利于減斜。另一個辦法是在此切點略高的位置上安裝穩(wěn)定器，以提高切點位置，增大減斜力。同時，也能減小鉆頭外側(cè)傾角（指產(chǎn)生增斜效果的鉆頭傾角）。1.2設(shè)計要點和操作要求鐘擺鉆具在直井內(nèi)無防斜作用，但在井斜發(fā)生時卻有糾斜作用。鐘擺鉆具使用的成功與否和鉆壓有直接關(guān)系。穩(wěn)定器的安放位置是根據(jù)鉆壓確定的，超過這個鉆壓后，穩(wěn)定器以下的鉆柱就會與井壁形成新的切點，導(dǎo)致鐘擺鉆具失效，
4、所以操作中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆壓。同滿眼鉆具相比，鐘擺鉆具只能使用較小的鉆壓。1.3適用范圍鐘擺鉆具是國內(nèi)外石油鉆井應(yīng)用最為廣泛的一種鉆具結(jié)構(gòu)，一般可用于普通地區(qū)鉆井和井斜產(chǎn)生后的糾斜。2滿眼防斜鉆具2.1工作原理滿眼鉆具的防斜原理有二點：①能產(chǎn)生較小的鉆頭傾角（相對于鐘擺鉆具而言）；②利用三點（三個穩(wěn)定器）直線性來保證井眼的直線性和限制鉆頭的橫向移動。2.2設(shè)計要點和操作方法滿眼鉆具的設(shè)計要求主要有三點：①保證下部鉆鋌有盡可能大的剛度；②保證穩(wěn)定器之間具有合適的長度；③保證穩(wěn)定器與井眼之間的間隙盡可能小。滿眼
5、鉆具能承受較大鉆壓（相對于鐘擺鉆具）,因而能獲得較高的機械鉆速。但滿眼鉆具在發(fā)生井斜后其糾斜效果不如鐘擺鉆具，此時需要起下鉆換鐘擺鉆具糾斜。2.3適用范圍滿眼鉆具適用于不易斜或較為易斜的地區(qū)（層）。滿眼鉆具是在石汕及天然氣鉆井應(yīng)用最為廣泛的鉆具組合之一。3柔性防斜鉆具組合目前國內(nèi)外有報道的柔性防斜鉆具組合有多種形式。但主要可以歸納為二大類，鉆桿柔性防斜鉆具組合和柔性接頭防斜鉆具組合。2.1鉆桿柔性防斜鉆具很多文獻(xiàn)都介紹了鉆桿柔性防斜鉆具，旦都具有類似的組合形式，即在下部鉆柱中的第一穩(wěn)定器以上加一根鉆桿。
6、所不同的是，一些文獻(xiàn)介紹的鉆桿柔性防斜鉆具組合中第一穩(wěn)定器與鉆頭之間用一定長度的鉆鋌連接，因而也稱為柔性鐘擺鉆具。而有的文獻(xiàn)介紹將第一穩(wěn)定器和鉆頭直接連接。（1）工作原理關(guān)于柔性鉆桿防斜鉆具的工作原理，備文獻(xiàn)的解釋不盡相同，但總的原則是一致的，即在第一穩(wěn)定器上加一?根鉆桿改善了穩(wěn)定器處的內(nèi)彎矩，使鉆頭處產(chǎn)生了有利于降斜的側(cè)向力；另外，由于鉆桿柔性較大，抗彎剛度小，在鐘擺鉆具條件下更有利于第一穩(wěn)定器以下鉆鋌恢復(fù)到以穩(wěn)定器為支點的自由懸掛狀態(tài)，從而提高了鉆具的鐘擺力。（2）操作方法使用鉆桿柔性防斜鉆具即能防
7、斜又能糾斜，鉆壓可加至140?160kN。使用它糾斜時需先吊打幾個單根，在井眼有降斜趨勢后方可加壓鉆進(jìn)。另外，使用此種鉆具組含時不可長時間加壓鉆進(jìn)，以防穩(wěn)定器之間的鉆桿發(fā)生疲勞損傷。（3）應(yīng)用范圍有關(guān)文獻(xiàn)建議在中等以下易斜地區(qū)使用鉆桿柔性（鐘擺）鉆具組合。在華北、江漢、大慶等油田的較易斜地區(qū)都曾經(jīng)使用過鉆桿柔性防斜鉆具，取得了較好的效果。2.2柔性接頭防斜鉆具（1）工作原理當(dāng)有井斜時，受重力的作用切點以上鉆柱緊貼下井壁，這時穩(wěn)定器相當(dāng)于一個支點，使接頭偏向上井壁，在柔性接頭的作用下帶動鉆頭向下偏斜。當(dāng)鉆
8、柱旋轉(zhuǎn)時，該變形方式保持不變,使鉆頭總是偏向下井壁從而實現(xiàn)糾斜。在沒有井斜時，下部鉆柱并不固定地貼在井壁的某一位置,較大的鉆壓引起鉆柱屈曲，鉆柱與井壁產(chǎn)生摩擦力促使鉆柱渦動帶動鉆頭轉(zhuǎn)動，使井底周邊受相等的切削機會，因而不會引起井斜。（2）應(yīng)用條件該鉆具結(jié)構(gòu)可以承受較大鉆壓，而且鉆頭降斜力隨鉆壓增大而增大，既有利于降斜，又可高速鉆進(jìn)，這是常規(guī)鉆具組合無法實現(xiàn)的?，F(xiàn)場實鉆表明，這種鉆具組合在垂直井眼中并不引起井斜。充分顯示了該鉆具組合的優(yōu)越性。
