陕北油田钻具失效原因分析及对策研究

统计资料表明，陕北油田钻具失效的主要原因是钻具在井下承受的交变应力较大。从钻具、钻压和转盘转速、钻井液性能等方面优选了适合该地区安全钻进的钻具组合和工艺技术，从而降低了钻具失效事故的发生。     

机液控制可变径扶正器的结构及应用研究

在定向钻井中，造斜、稳斜及降斜是主要的工艺过程．目前在实际钻井时，实现这几个工艺过程，需要通过起下钻具，改变钻具组合来完成，这样就使得钻井作业辅助时间增长．本文将介绍一种机液控制的可变径扶正器．该扶正器的特点是工作时直径可调节，因而，不需要起下钻就可实现钻具组合的改变，从而完成造斜，稳斜及降伴等工艺过程．使用该扶正器将大大节约钻井成本，提高钻进速度．给出了这种可变径扶正器的主要结构设计、工作原理、主要的水力计算方法及简单的应用操作．通过计算分析可知：该扶正器可在任意深度的井段内实现变径，从而完成特殊作业要求．     

底部钻具组合参数设计的评价方法

考虑钻具的设计参数对钻进趋势的影响，提出了钻进趋势角的概念，以此作为底部钻具组合设计效果的评价指标。结合底部钻具的力学分析方法与钻头和地层各向异性理论，建立了一套钻具参数设计效果的评价方法。该方法可分析钻具结构参数、地层参数、钻井施工参数等对钻进趋势的影响规律，从而可以为适应不同井眼条件对钻具性能的要求，提供合适的钻具结构设计参数和操作参数。理论及应用研究表明：（1）钻头侧向力等于零的位置并不是钻具钻进趋势发生改变的位置；（2）如果稳定器位置安放合适，钻压也可以在一定范围内改变钻具的钻进趋势；（3）在直井防斜作业中，使用牙轮钻头比PDC钻头可以起到更好的防斜效果。     

基于质量屋矩阵的产品模块划分方法

针对质量屋（HOQ）矩阵维数大、工程上不便处理的问题，提出了一种基于HOQ矩阵的产品模块两阶段分解方法．首先根据产品工程性能互相关矩阵，按照最大一最小划分方法，通过求解Fiedler特征值以及相应的Fiedler特征向量的方法，将产品工程性能进行分组，然后根据用户需求与产品工程特性的关系矩阵以及按工程性能分组所确定的分组数，按照惟一及最大相关度的原则通过求解0—1优化问题，将用户需求分配到相应的组中，从而将具有强耦合的用户需求与产品工程性能紧密相连，实现了对产品模块的划分．通过对某机床设计的实例，验证了该方法对于产品模块化设计的有效性．     

交通工程产品色度性能检验软件研发

交通工程产品在道路交通中担负着引导和指示信号两种功能,能够对驾驶员的视觉和心理产生直接的影响,其色度性能是重要参数指标,是主动安全性的重要组成部分。针对交通工程产品色度性能检测中,色品坐标依靠人工在打印出来的图纸上描点来判定是否在合格区域中判定该项参数是否合格的缺点。开发了一套交通工程产品色度性能检验软件,提高了判定精度和检测效率,目前已成功运用在交通工程产品试验检测中。     

下部钻具三维大挠度静力分析

根据下部钻具的实际受力状态，建立了下部钻具的三维大挠度静力分析的数学模型，选用加权余量、加权目标函数和最优化方法确定了钻柱与井壁的切点位置，削弱了切点处边界条件不完全确定的影响．解决了多元非线性微分方程组和多无非线性方程组的求解问题，较为准确地分析了钻具的受力和变形．     

协正矩阵的判定

文献[1]给出了判定协正矩阵的一个重要条件．但在实践中用该方法去判定矩阵的协正性难以采用．论文利用z-矩阵的性质，给出了协正矩阵的一些判定准则．     

钻具接头磨损和紧扣扭矩对其使用寿命的影响

钻具螺纹失效在整个钻具失效事故中占有较大比重．在钻具质量合格的前提下，这种失效多数是由钻具接头磨损和入井上扣扭矩过大或过小所致．根据钻具接头磨损对其抗扭强度和上扣扭矩的分析，阐述了减轻钻具接头磨损和采用最佳上扣扭矩对其使用寿命的重要性，并提出了相应措施．     

复合材料制品评定的贴近度法

提出了复合材料制品质量的贴近度综合评定方法,复合材料制品的性能可以用一系列的隶属度向量表示,利用这些隶属度向量,考察2个模糊集合的接近程度来进行判定,旨在对产品的可用性及产品性能给出较为客观的评价方法.该评定方法和评价指标建立在质量检验的有关规定基础上,给出量化的评定结果.     

钻具螺纹接头力学性能计算方法及其应用

针对钻具螺纹接头轴对称特点以及所承受复合载荷的特点,应用接触力学理论建立了将三维问题退化为拟三维问题的有限元半解析法,推导出钻具螺纹在任意载荷作用下的载荷、位移和刚度矩阵公式,并编制了计算钻具螺纹力学性能的弹塑性有限元力学软件．软件计算结果和实验数据比较一致,表明该力学模型和软件是可靠的．该软件可用于评价API钻具螺纹的力学性能,同时也可用于设计新型钻具螺纹,基于此原理,研制了双台肩钻具螺纹接头并得到应用．     

一种沥青固化剂的研究与应用

中东YD油田在钻井过程中钻遇活跃沥青,沥青的涌出导致了钻井液污染、振动筛跑浆、钻具粘卡等多种复杂情况,给钻井施工带来极大困难,甚至导致部分井段或全井报废,造成了大量经济损失。为解决该项技术难题,开展了沥青固化剂的研究和应用,采用交联固化的方式,在实验室内成功优选了性能良好的固化剂GHJ-9,该固化剂使得沥青的软化点由52℃提高到71℃,沥青在钻具上的粘附率降低到5%以下;同时完成了固化剂对钻井液性能影响的评价实验和对钻具腐蚀的评价试验,证明在10%加量情况下对钻井液性能影响不大,对钻具腐蚀轻微。沥青固化技术在中东YD油田进行了多口井的现场应用,试验结果表明沥青固化剂有效封堵了地层孔隙,并和地层溢出的沥青发生固化反应,使得湿沥青发生了明显的聚结固化现象,成团返出地面,有利于沥青从钻井液的分离和清除,降低了沥青对钻井液性能的影响。GHJ-9固化剂的研究和应用为该地区沥青层的安全钻井提供了新的技术方法。     

预弯曲钻具组合在软硬交错地层的应用

油气井的防斜打快问题是石油钻井面临的一大难题。川西地区中浅部地层岩性软硬交错程度显著,导致钻井易井斜的问题,前期主要通过国外垂钻系统解决该问题,钻井成本高。预弯曲钻具组合是一种低成本防斜打直技术,但是在软硬交错地层的应用尚缺乏科学的适用性评价方法。提出了一种考虑地层软硬交错特征及地层倾角影响的易斜地层预弯曲钻具选择方法,实现了软硬交错地层的造斜力计算,进而选择能提供相当防斜力的预弯曲钻具组合进行防斜应用。分析结果表明,在川西地区,地层倾角小于25°、软硬交错指数小于3时,预弯曲钻具组合可以提供足够的防斜力。应用该技术进行了现场应用,预弯曲钻具组合取得了较好的防斜提速效果,证明这种评价方法力学原理明确,模型准确可靠,应用简单,可以为软硬交错易斜地层低成本防斜打快技术提供可靠参考。     

现代涡轮钻具结构性能

对目前涡轮钻具的发展方向和国内外各种涡轮钻具的结构、性能特点进行了综合论述，对小级高涡轮级的试验结果进行了分析．     

随钻扩眼钻井钻进趋势影响因素

以钻进趋势角作为评价指标,对使用随钻扩眼工具进行钻进时的钻进趋势进行了分析.结果表明:对于偏心扩眼钻头,钻压分配比在一定条件下能够改变钻具的钻进趋势,因此在钻具组合设计中不能按照常规钻头来对待;对于钻具组合设计,将扩眼体位于井眼高边时是否满足防斜要求作为设计依据;对于独立结构扩眼器,钻压分配比的变化通常对钻具钻进趋势的影响较小,独立结构扩眼器的防斜主要依赖于领眼钻头与扩眼器之间稳定器位置的调节.     

企业业绩评价工具的选择

企业业绩评价方法正被越来越多的国内企业作为一种重要的管理工具所采用。简单地介绍了企业业绩评价工具,提出了企业选用业绩评价管理工具的方法。     

泡沫钻井流体稳定井壁机理分析与评价技术探索

采用泡沫流体钻进过程中,容易发生井壁失稳,但性能良好的泡沫流体对稳定井壁仍具有一定的积极作用。目前,针对泡沫钻井流体井壁稳定性的评价手段较为匮乏。通过对泡沫钻井流体的抑制性能和封堵性能进行实验评价,形成一套井壁稳定性评价方法,可以为评价泡沫钻井流体稳定井壁性能提供一定的技术参考。结果表明,所研究的泡沫钻井流体具有良好的抑制性和封堵性,化学抑制和物理封堵相结合,形成一定的稳定井壁性能。最后,对泡沫钻井流体稳定井壁机理进行阐述。     

动力钻具旋转钻井时极限转速计算

为了提高机械钻速、降低摩阻,动力钻具钻进时常常采用旋转钻井,旋转转速的选择直接影响到钻柱安全工作。依据钻具受力状态,结合钻具材料和钻具结构,确定钻具的有限疲劳寿命,建立了转盘极限转速的计算方法,编制了相应的工程软件。此方法能够应用于斜井、短半径水平井、阶梯水平井等,所计算确定的转盘转速高效可靠,已在大庆油田阶梯水平井设计和施工中得到应用。     

牙轮钻头以车代磨加工工艺研究

介绍了石油钻井用三牙轮钻头的结构特点和工作原理。分析了牙轮钻头目前采用的加工方法和工艺特点,着重分析了三牙轮钻头主要零件牙轮的内孔、二止推面采用常规磨削加工工艺方法存在的问题;并从加工机床、刀具材料的性能及选择、切削用量的选择、切削液的性能以及安装定位等方面对采用以车代磨加工工艺方法进行了分析研究。现场统计数据资料表明,采用以车代磨加工工艺方法生产的牙轮钻头,不仅降低了加工成本,而且使钻头的使用寿命有大幅度提高,进一步说明采用以车代磨的加工工艺方法的合理性和实用价值。     

评价钻井液完井液对裂缝性地层封堵效果的新方法

泥页岩比表面积测定方法,泥页岩水化膨胀测定方法、钻井液泥饼压缩性评价方法等现有诸多评价方法,都是针对泥页岩地层垮塌进行的研究,而对如何稳定破碎性地层及裂缝发育地层,目前还没有一种可行性的评价的方法。探讨了利用387-42型泥浆失水仪来评价钻井液、完井液的封堵效果,实验结果表明:该法是现场评价钻井液、完井液封堵的评价方法。     

自升式钻井平台先进性评价方法

提出了一套适用于已建造投入使用的自升式钻井平台性能水平等级的评价方法,建立了相应的评价指标体系和计算方法,用于对建造完成的自升式钻井平台的先进性评价.分析和计算实例表明,该性能水平等级评价方法是适用和有效的.利用获取的评价结果,可对平台在同类型平台中的先进性水平进行定位,评估平台设计是否达到预期的效果及存在的问题,总结经验教训,以指导今后的工作;同时,也是对有关船舶与海洋结构物性能水平等级评价体系的国家标准的有益补充.