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旋冲钻井技术在石油钻井的应用

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摘要:旋冲钻井技术是吐哈钻井工程中采用的主要钻井技术之一,为了更好地满足吐哈钻井的需要,本文结合吐哈钻井的实际,对旋冲钻井技术的基本认识进行了分析,提出了吐哈钻井中旋冲钻井技术要点。

关键词:旋冲钻井技术;石油钻井;应用

吐哈钻井为中国西部石油钻探工程有限公司的主要队伍之一,旋冲钻井技术是吐哈钻井技术中的常见技术系列之一。分为气动、液动两种类型。在钻井工程中加强对其的应用,需要掌握工艺原理,根据实际需要,针对性的选择旋冲钻井技术类型,确保其得到有效应用。

1旋冲钻井技术的基本认识

1.1工艺原理

任何一项技术的实施,都有着自己的工艺原理。加强对工艺原理的分析,能更好地在实际工程中加强对其的应用。就旋冲钻井技术而言,在吐哈钻井工程中应用时,其工艺原理如下:结合常规的旋转钻井技术的前提下,通过在钻头顶部位置安装冲击器,采取不同的动力源(目前液动和气动两种)将其带动之后,形成频率很高的冲击力,向冲击器不断地施加压力,传递到前端的钻头,这样在钻头快速旋转的同时达到冲击钻进的效果。相较于常规的旋转钻井技术,在动力源上进行了改进,使得旋转和冲击可以同时实施,这样就能在遇到坚硬的地质环境时的钻进效果得到提升,还能在钻进过程中逐渐加大钻头的压力,得以持续钻进,不仅钻井效率高,成本较低,给钻头带来的磨损也比较小。其在石油钻井中的应用较为广泛。这主要得益于其冲击器具有良好的效果[1]。

1.2冲击器的工艺原理

冲击器在整个旋冲钻井技术施工中作为最为主要的部件,包含了配水、防回水、冲击和传递等部件。其中,利用配水部件可以把钻井动能转换成势能,给钻井推动运动做好准备,这一部件主要包含了接头和外壳以及配水阀。防回水部件达到冲击作用,把钻井动能转换成冲锤动能。冲击部件则是把钻井部分的动能转化成冲锤动能,达到冲击的目的。而传递部件为钻井冲击器提供通道,同时还给冲锤冲击荷载与冲击器钻柱传送扭矩。冲击器在运行过程中,首先是钻井液流或者气流进入冲击器之后,再从配水阀通过之后,从冲锤的上端经过,形成分流作用,最后达到冲锤头水槽之中。由于流道被封死,钻井液的液体回收到堵塞而形成水击,当液体压强升高时,其冲锤就会形成快速地运动趋势,在一定高度之后,其原来的通道就会关闭,从下接头中流出,借助冲锤的惯性连续运动,在水击之后,就能确保在配水阀和冲锤的作用下快速地下行。液压和上阀套互相作用之后,将与钻头发生碰撞,冲击过程会周而复始的进行。

1.3冲击器的优势

在吐哈钻井工程中加强旋冲钻井技术的应用,具有十分强烈的优势。不仅能将破岩效果增加,而还能减少钻头磨损,提高井身质量,保证井底的清洁度,同时与满足钻井在深度和长度方面的要求,其抗压强度较大,接头的密封性较为牢固[2]。

2旋冲钻井技术在石油钻井中的应用思路

在吐哈钻井工程施工中加强旋转冲击钻井技术,目前以液动旋转冲击钻井技术为主,因为气动冲击钻井技术在气源供给上存在一定的难度。大都是采用液动技术。但是不管是采取哪种旋冲技术,都要切实注重冲击器的性能提升和优化。紧密结合其直径对其针对性的归类为不同系列的产品,要朝着多工艺的方向发展,促进硬岩钻井问题的处理。在整个石油钻井领域中,目前应在3000m钻井深度方面的冲击器研究,加大对其的科研投入力度,加强大单次冲击功的发展和研究,注重冲击器可靠性的提升和使用寿命的延长。在此基础上,还要对其应用范围进行不断的拓展,从直井逐步发展到定向井、大位移井等方面,在冲击结构与参数上不断地优化和完善,符合深部勘探工作的开展。利用仿真技术加强对其的调整,注重其能量利用率的提升。做好对其零部件的优化,对钻头进行优化设计,促进其良好的应用,提升其钻井效率的同时降低成本,促进其优势的有效发挥。

3旋冲钻井技术在石油钻井中的应用要点

3.1气动旋冲钻井技术要点分析

气动旋冲钻井技术的应用,其冲击器将气动作为其动力源。按照其阀门类型来分类,抗压将其分成有阀类和无阀类两种冲击器。二者的区别就是上下运动中形成的压缩空气是否通过配气设备的阀片来控制。在利用气动冲击器进行旋转冲击式,由于介质的密度较低,能更好地便于对岩石的破碎。加上在钻进过程中不会形成重复性破碎,其具有较高的钻井效率。

3.2液动旋冲钻井技术要点分析

液动旋冲钻井技术的应用,其冲击器将液动作为其动力源。在吐哈钻井工程中的深孔硬地层中钻井施工中的应用最为广泛。常见的有水力和高压油两种,其在钻井中利用水作为驱动后介质,在燃料方面的消耗较低,加上其具有较高的利用率和较强的携带岩石的能力,设备投入也很少,在石油钻井施工中得到了广泛的应用。常见的主要有吸射类、射流类以及阀式液力冲击器。尤其是阀式液力冲击器,在实际应用中,其所需的运动部件很少,一般不会被井的深度和周围的压力对其的运行带来影响,结合实际要求对钻井技术和井深等进行确定,达到全面积破碎岩体的目的[3]。

4结语

综上所述,旋冲钻井技术在吐哈钻井工程中是一门十分重要的钻井技术,在实际应用中,需要我们将其技术水平不断地优化和完善,切实掌握技术要点,以达到降本增效的目的。但是必须在未来的工作中加强对其的改进和优化,促进其技术潜能与优势的发挥。

参考文献:

[1]潘冬兴.石油钻井中旋冲钻井技术的应用探讨[J].化工管理,2017(31):178.

[2]邓元洲,罗园,宋军正.旋冲钻井技术在石油钻井中的应用[J].化工管理,2016(11):116.

[3]尹方雷.旋冲钻井技术在石油钻井中的应用[J].化工管理,2016(03):47.

作者:李超;刘伟;刘爱国 单位:中国石油集团西部钻探工程有限公司吐哈钻井公司

石油机械杂志责任编辑:张雨    阅读:人次