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1、常見鉆具組合及定向井一、滿眼鉆具組合又稱剛性配合鉆具或剛性滿眼鉆具,就是一種安裝在鉆柱下部的剛度較大而且井徑與鉆柱外徑之間間隙較小的防止井斜角與井眼曲率變大的一種鉆具組合。剛性滿眼鉆具一般就是由幾個外徑與鉆頭直徑相近的扶正器與一定長度外徑較大的鉆鋌所組成。它的防斜原理就是在鉆頭以上的下部鉆柱上安裝一定數(shù)量的扶正器,以扶正合鉆鋌;提高下部鉆柱的剛度,減少其彎曲程度,以消除鉆頭的嚴重傾斜,使其能減小與限制由于鉆柱彎曲而產(chǎn)生的增斜力,同時扶正器能支撐在井壁上,抗衡地層自然造斜力,以達到控制井斜在最小范圍內(nèi)變化的目的。為了發(fā)揮滿眼鉆具的防斜作用,在鉆具上至少要有
2、三個穩(wěn)定點,除在靠近鉆頭處有一個扶正器外,其上面應再安放兩個扶正器才能保持有三點接觸井壁。如果只有兩點接觸,鉆柱就能循沿一條曲線,不能保證井眼的直線性。如果有三點接觸,就能保證井眼的直線性與限制鉆頭的橫向移動。具體如下:1、在垂直或接近垂直的井眼中鉆具的防斜作用:當鉆具在垂直或接近垂直的井眼中工作時,它的作用就是保持井眼沿直線方向加深。上扶正器能抵消由于上扶正器以上的鉆柱彎曲所產(chǎn)生的橫向力,使上扶正器以下的鉆柱居中,同時也幫助下扶正器抵消地層橫向力。下扶正器的作用抵消地層橫向力,限制鉆頭的橫向移動,當?shù)貙釉煨绷Σ淮髸r,滿眼鉆具能保持剛直居中狀態(tài),使鉆頭沿
3、鉛直方向鉆進。2、增斜時鉆具的防斜作用:當鉆進時井斜較大的地層時,滿眼鉆具能有力地抵抗地層橫向力,減小井斜的變化。在地層橫向力的作用下,下扶正器與鉆頭靠向井壁高的一側(cè),抵抗地層橫向力,限制鉆頭橫向移動。同時地層橫向力勢必要扭彎下扶正器上的短鉆鋌,由于鉆鋌剛度大,能有力地抵抗此地層的橫向力。中扶正器也幫助中扶正器以下的鉆柱抵抗地層橫向力。因此,限制了鉆頭的橫向移動與側(cè)斜。在已斜井眼內(nèi),鉆具還有一個糾斜作用,這就是由于上扶正器以上的鉆鋌因自重的作用靠在井壁低側(cè),并以上扶正器為支點將力下傳,作用于上扶正器下的一根鉆鋌上有一個彎矩,此彎矩使中扶正器靠井壁高的一側(cè)
4、,再以中扶正器為支點將力下傳使鉆頭趨向于井壁低的一側(cè),產(chǎn)生一個糾斜力。所以滿眼鉆具在增斜地層中,能限制井斜角的增大速度,可防止狗腿、鍵槽等現(xiàn)象的發(fā)生。3、降斜時鉆具的作用:如果井眼已發(fā)生了偏斜,而地層橫向力又使其趨向恢復常見鉆具組合及定向井垂直狀態(tài),滿眼鉆具的作用就是防止井斜角過快地減小。下、中扶正器將抵抗地層橫向力,限制鉆頭向井壁下側(cè)移動。短鉆鋌也抵抗其彎曲趨勢,保持下扶正器趨向壁高的一側(cè)。同時中扶正器以上的鉆鋌所產(chǎn)生的彎矩也將使中扶正器趨向井眼高的一側(cè),迫使下扶正器抵抗地層橫向力,以減小鉆頭傾角。所以鉆具在降斜時能有力地抗衡地層降斜力,減少井眼的降斜
5、率,使其不致于產(chǎn)生狗腿、鍵槽等不良現(xiàn)象。4、滿眼鉆具組合設計1)近鉆頭扶正器:近鉆頭扶正器應采用井底型扶正器并緊接鉆頭,其間不應加裝配合接頭或其它工具。為了增強近鉆頭扶正器抗衡橫向偏斜力及限制鉆頭橫向切削的作用,在中等易斜地層應采用有效扶正長度較長的扶正器,也可以在有效扶正長度較短的近鉆頭扶正器上直接接一只鉆柱型扶正器,在嚴重易斜地層則應采用有效扶正長度更長的近鉆頭扶正器。2)中扶正器與上扶正器的安放高度確定:中扶正器與上扶正器的安放高度與滿眼鉆具組合的使用效果有重要的關(guān)系。確定中扶正器與上扶正器理想安放高度的原則使盡量減小下部鉆柱彎曲變形,從而使鉆頭偏
6、斜角與作用在鉆頭上的彎曲偏斜力為最小值。中扶正器的理想安放高度主要取決于鉆鋌尺寸,扶正器與井壁間隙值,井斜角及鉆井液密度等因素。上扶正器安放在中扶正器的上部,一般相距一根鉆鋌的長度約9米左右。3)提高鉆柱的彎曲剛度為了提高鉆柱組合的彎曲剛度,在上扶正器上適當位置根據(jù)需要可以再加扶正器。滿眼組合部分呢的鉆鋌,特別就是短鉆鋌,應采用最大外徑厚壁鉆鋌。4)扶正器與井壁之間的間隙控制扶正器與徑壁之間的間隙與滿眼鉆具組合的使用效果關(guān)系甚為重要,應當嚴重控制常見鉆具組合及定向井(特別就是在井斜較嚴重的層段),一般這一間隙越小越好,尤其就是近鉆頭扶正器與中扶正器,與井
7、壁間的實際間隙過大往往導致滿眼鉆具組合失效。二、鐘擺鉆具組合鐘擺鉆具就是為了減少井斜角而設計的一種鉆具組合,就是利用斜井內(nèi)切點以下鉆鋌重量的橫向分力把鉆頭推向井壁低的一側(cè),以達到逐漸減小井斜的效果。這個橫向分力如鐘擺一樣,所以稱之為“鐘擺力”,運用這個原理組合的鉆具稱為鐘擺鉆具。1、工作原理利用斜井內(nèi)切點以下鉆鋌重量的橫向分力把鉆頭推向井壁低的一側(cè),以達到逐漸減小井斜的效果。這個橫向分力如鐘擺一樣,所以稱之為“鐘擺力”,運用這個原理組合的鉆具稱為鐘擺鉆具。對于一定斜度的井眼來說,井斜角就是一定的,因此增大降斜力的主要方法就是增大切點以下的鉆鋌重量,其辦法
8、有二:一就是使用大尺寸鉆鋌或加重鉆鋌。顯然在同一鉆壓下,大尺寸鉆鋌不易被壓彎,并
