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1、定向井常用鉆具組合反鐘擺鉆具組合,用于鉆油氣直并進(jìn)行防斜打快的井底鉆具組合,即其結(jié)構(gòu)特征是:自下而上由鉆頭、加重鉆桿(或細(xì)鉆鋌)、穩(wěn)定器、短重鉆鋌、穩(wěn)定器和長(zhǎng)重鉆鋌串組成。具有第一跨弓形向上和鉆頭傾角為負(fù)的變形行性,降斜力隨鉆壓增大而增加和防斜打快的功能。與現(xiàn)有常規(guī)糾斜技術(shù)的鐘擺鉆具相比,反鐘擺鉆具組合具有更好的糾斜效果,而且鉆壓越大其糾斜效果越好,達(dá)到防斜與打快的統(tǒng)一,能顯著提高井身質(zhì)量和降低鉆井成本。該項(xiàng)技術(shù)也可廣泛用于地質(zhì)鉆探、地?zé)徙@井及其他地下工程施工中要求打直打快的場(chǎng)合。(l)彎接頭帶動(dòng)力鉆具——造斜鉆具 目前,最常用的造斜鉆具組合是采用彎接頭和井下動(dòng)力鉆具組合進(jìn)行定向造斜或扭
2、方位施工。這種造斜鉆具組合是利用彎接頭使下部鉆具產(chǎn)生一個(gè)彈性力矩,迫使井下動(dòng)力鉆具(螺桿鉆具或渦輪)驅(qū)動(dòng)鉆頭側(cè)向切削,使鉆出的新井眼偏離原井眼軸線(xiàn),達(dá)到定向造斜或扭方位的目的?! ≡煨便@具的造斜能力與彎接頭的彎曲角和彎接頭上邊的鉆鋌剛性大小有關(guān)。彎接頭的彎曲角越大,彎接頭上邊的鉆鋌剛性越強(qiáng)則造斜鉆具的造斜能力也越強(qiáng),造斜率也越高。 彎接頭的彎曲角應(yīng)根據(jù)井眼大小,井下動(dòng)力鉆具的規(guī)格和要求的造斜率的大小選擇?,F(xiàn)場(chǎng)常用彎接頭的角度為1°~2.5°,一般不大于3°彎接頭在不同條件下的造斜率。 造斜鉆具組合使用的井下動(dòng)力鉆具型號(hào)應(yīng)根據(jù)造斜井段或扭方位井段的井深選擇。使用井段在1000m以?xún)?nèi),一般
3、采用渦輪鉆具或螺桿鉆具,深層定向造斜或扭方位應(yīng)使用耐高溫的井下馬達(dá)?! ≡煨便@具組合、鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)和鉆頭水眼應(yīng)根據(jù)廠(chǎng)家推薦的鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)?! ∮捎诰聞?dòng)力鉆具的轉(zhuǎn)速高,要求的鉆壓小(一般3~8t),因此,使用的鉆頭不宜采用密封軸承鉆頭,尤其是在淺層,可鉆性好的軟地層應(yīng)使用銑齒滾動(dòng)軸承鉆頭或合適的復(fù)合片PDC鉆頭?! 。?)增斜鉆具 增斜鉆具組合一般采用雙穩(wěn)定器鉆具組合。增斜鉆具是利用杠桿原理設(shè)計(jì)的。它有一個(gè)近鉆頭足尺寸穩(wěn)定器作為支點(diǎn),第二個(gè)穩(wěn)定器與近鉆頭穩(wěn)定器之間的距離應(yīng)根據(jù)兩穩(wěn)定器之間鉆鋌的剛性(尺寸)大小和要求的增斜率大小確定。一般20~30m。兩穩(wěn)定器之間的鉆鍵在鉆壓作用下,產(chǎn)生向
4、下的彎曲變形,使鉆頭產(chǎn)生斜向力,井斜角隨著井眼的加深而增大?! ≡鲂便@具組合應(yīng)用的鉆井參數(shù)應(yīng)根據(jù)下部鉆具的規(guī)格,兩穩(wěn)定器之間的距離和要求的增斜率進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)微增斜鉆具微增斜鉆具組合在井下的受力情況和增斜鉆具相同。主要是通過(guò)減小近鉆頭穩(wěn)定器與2號(hào)穩(wěn)定器的距離或減小近鉆頭穩(wěn)定器的外徑尺寸(磨損的穩(wěn)定器),減小鉆具的造斜能力。微增斜鉆具用于鉆進(jìn)懸鏈線(xiàn)剖面,二次剖物線(xiàn)剖面等要求低增斜率的井段。也可用于因地面因素使穩(wěn)斜鉆具達(dá)不到穩(wěn)斜效果,故呈現(xiàn)降斜趨勢(shì)的井段。采用合適的微增斜鉆具可以收到理想的穩(wěn)斜效果?! 。?)穩(wěn)斜鉆具 穩(wěn)斜鉆具組合是采用剛性滿(mǎn)眼鉆具結(jié)構(gòu),通過(guò)增大下部鉆具組合的剛性,控制下部
5、鉆具在鉆壓作用下的彎曲變形,達(dá)到穩(wěn)定井斜和方位的效果。常用的穩(wěn)斜鉆具組合是: 鉆頭十近鉆頭穩(wěn)定器十短鉆鋌(2-3m)十穩(wěn)定器十單根鉆鋌(9~10m)+穩(wěn)定器子鉆鍵+鉆桿。 因地層因素影響方位漂移嚴(yán)重的地層,可以在鉆頭上串聯(lián)兩個(gè)穩(wěn)定器,對(duì)于穩(wěn)定方位和井斜都可收到較好效果?! 。?)降斜鉆具 降斜鉆具一般采用鐘擺鉆具組合,利用鉆具自身重力產(chǎn)生的鐘擺力實(shí)現(xiàn)降斜目的。根據(jù)設(shè)計(jì)剖面要求的降斜率和井斜角的大小,設(shè)計(jì)鉆頭與穩(wěn)定器之間的距離,便可改變下部鉆具鐘擺力的大小; 降斜井段的鉆井參數(shù)設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)井眼尺寸限定鉆壓,以保證降斜效果,使降斜率符合剖面要求。水平井所用鉆具組合水平井所用鉆具組合大致
6、如下:1、定向鉆具組合Φ215.9P276MD+Φ165單彎(1.5°)+Φ159NDC1根+MWD短節(jié)+Φ127非磁承壓DP1根+Φ127HWDP1根+柔性短節(jié)1根+Φ159JAR+Φ127HWDP1根+Φ127DP51根+Φ127HWDP39根+Φ127DP+133方2、側(cè)鉆鉆具組合Φ216HJT717GL+Φ165單彎(1.5°)+Φ159NDC1根+MWD短節(jié)+Φ127非磁承壓DP1根+Φ127HWDP1根+柔性短節(jié)1根+Φ159JAR+Φ127HWDP1根+Φ127DP51根+Φ127HWDP39根+Φ127DP+133方3、水平段鉆進(jìn)鉆具組合Φ215.9P276MD+Φ165單
7、彎(1.5°)+Φ172FEWD(咖嗎和電阻率)+MWD短節(jié)+Φ127非磁承壓DP1根+Φ127HWDP1根+柔性短節(jié)1根+Φ159JAR(震擊器)+Φ127HWDP(加重鉆桿)1根+Φ127DP(鉆桿)51根+Φ127HWDP39根+Φ127DP+133方4、Φ215.9*PDC+Φ172單彎螺桿1根(1.5°)+Φ127非磁承壓鉆桿1根+MWD短節(jié)+Φ127非磁承壓鉆桿1根+Φ159隨鉆震擊器+Φ127斜臺(tái)階加重鉆桿