井眼轨迹控制工具减速机构研究

随着定向井和大位移井等复杂结构井的大量出现,井眼轨迹控制工具的作用越来越明显。本文对高造斜率井眼轨迹控制工具中减速机构进行了深入研究:将行星齿轮、蜗轮蜗杆和谐波齿轮三种减速机构进行了对比,最终优选出了谐波齿轮减速机构,并对其工作原理进行了阐述;然后对谐波齿轮减速机构中柔轮进行了结构设计、强度校核和稳定性分析;最后对谐波齿轮减速机构的设计进行了总结,提出了柔轮寿命存在的问题,为高造斜率井眼轨迹控制工具的进一步研究奠定了基础。     

推靠式旋转导向井眼轨迹预测与控制方法

旋转导向钻井系统是现代导向钻井技术的发展方向。通过导向机构调节导向参数来预测和控制井眼轨迹,是旋转导向钻井系统的关键技术之一。为解决推靠式旋转导向钻具的导向力和工具面角对井眼轨道的控制问题,对导向力分别在井斜平面和方位平面进行解耦;并应用了纵横弯曲理论建立了底部钻具组合三维力学分析模型,得出了导向参数与钻头侧向力和转角的定量关系。在考虑钻头和地层的各向异性因素的影响下,利用在UPC模型基础上提出的有效钻力的概念,通过计算钻头有效钻力来预测实钻过程中的钻进趋势。在此理论基础上,计算了按设计的井眼轨道钻进所需要的导向参数,并讨论了井眼轨迹参数、钻压、钻头各向异性参数和地层参数对钻具导向性能的影响;分析了其中的规律,并得出只有综合考虑上述各项因素,才能准确计算出导向参数,确保钻头沿设计轨迹钻进,也为旋转导向井眼轨迹控制提供了理论依据。     

高造斜井眼轨迹控制工具悬臂轴承失效分析与优选

高造斜井眼轨迹控制工具提供了高效的多枝导流出砂井钻井手段,该工具在进行井下工况模拟实验时悬臂轴承破坏失效。为分析悬臂轴承的失效机理,基于管柱力学基本理论,建立了主轴力学模型,分析了悬臂轴承在井下工况的力学行为。结合有限元仿真分析,得出了悬臂轴承的失效原因。研究结果表明:主轴弯曲使滚针轴承承受附加弯矩,致其左侧磨损剧烈,轴承径向载荷分布不均,在摩擦扭矩的作用下,保持架发生扭转变形,从而导致悬臂轴承失效。结合分析结果给出了推荐使用的悬臂轴承型号,能有效提高井眼轨迹控制工具轴承使用寿命。     

用可控偏心器控制井眼轨迹的方法研究

井控轨迹自动控制技术是钻井行业急待解决的最前沿课题,用可控偏心器可以实现井眼轨迹自动控制,提高井眼轨迹控制精度,降低钻井成本。可控偏心器是一种井下可调的、可采用转盘钻进方式的井下寻向工具,它由翼片体转轴、翼片体、翼片和测控总成组成,在钻井过程中,通过随时调节可控偏心器翼片对井壁的作用力或伸缩来实现对井眼轨迹的控制。在使用可控偏心器进行钻井作业时,不需要频繁起下钻就可以在井下实现对井眼轨迹的控制,这对高难度密集丛式井、各种曲率斜井、水平井、加密井和抢险井等在完成各自的钻井目的方面有重大意义和极其宽广的应用前景。     

基于粒子群算法的井眼轨迹优化研究

为了更优更快地对石油工程中的井眼轨迹进行优化,进行了基于改进粒子群优化(PSO)算法的井眼轨迹优化研究.通过对造斜率归一化,推导出目标函数表达式,将问题归结到对式中参数优化问题上来.引入PSO算法,在保持了PSO算法结构简单可行特点的同时,利用惩罚函数方法和叉乘控制项,对基本PSO算法易限入局部极小点周边区域的局限进行了改进.该井眼轨迹模型和相应算法提高了井眼轨迹优化速度.通过对钻井工程中轨迹参数的优化实践,验证了本算法优于基本的PSO算法,较好地实现了对井眼轨迹的优化.     

孤东油田GD7-P14井钻井技术

介绍了GD7-P14井特点与难点,以及钻井过程中运用的井眼压力控制与防喷、钻头与钻具组合的选择、井眼轨迹控制、邻井防碰等钻井技术,该井采用FEWD随钻测量仪器完成了四靶点、三阶梯、双水平段施工,实现两口水平井所能达到的目的.     

井眼轨迹控制工具主轴力学行为分析

采用梁单元模型对井眼轨迹控制工具主轴进行简化,基于动态有限元显示积分算法,分析了主轴转速、偏移量及钻压对主轴力学行为的影响。结果表明:主轴转速及钻压对主轴力学行为影响较小;随着偏移量的增加,偏心环作用力、下支撑轴承作用力、钻头侧向力逐渐增加。并通过室内试验,验证了主轴力学行为仿真分析的正确性。     

大斜度双靶定向井钻井技术在中原油田的应用

中原油田针对大斜度双靶定向井井斜角大、斜井段长、目标多、井眼弯曲严重、井斜角与方位角控制困难、井眼易坍塌和易遇阻卡等特点进行了科研攻关,通过九口井的现场施工,在大斜度双靶定向井的井身轨迹控制、钻井防卡、电测易遇阻卡、提高钻速等方面取得了较大进展,获得了宝贵经验。     

鄂西渝东红星地区地质导向关键技术研究与应用

鄂西渝东红星地区勘探程度较低，存在优质页岩储层厚度薄、横向地层产状变化快，且对比性差等不利条件，对地质导向技术提出了挑战。为了保证该区块的页岩气水平井能有效穿越优质气层段，从红星地区二叠统吴家坪组目的层地质特征入手，分析地质导向面临挑战的主要问题，提出了运用三维地质建模随钻跟踪、确定导向标志层(点)、优选导向工具、优化随钻导向轨迹控制等一系列有针对性的技术方案。首次建立了平均角法轨迹控制计算模型和不同造斜率约束条件下标志层(点)与井斜分段控制图版，能够解决单纯利用等厚法预测靶点误差大和轨迹控制效果不理想的难题，显著提高了靶点的预测和轨迹控制精度。应用试验8口井，取得了平均优质页岩储层钻遇率93.0%和钻井提速29.7%的成果，实现了有效提高储层钻遇率、优快钻井的目的。     

井眼轨迹控制工具润滑油泄漏分析

井眼轨迹控制工具在打定向井、水平井等复杂结构井时可自动灵活地改变钻头前进方向,起到导向作用。由于工具内部运动部件较多,为了防止磨损,需要进行润滑,同时井眼轨迹控制工具在工作过程中不可避免地会发生泄漏。因此,工具工作时间越长,泄漏量越大,工具内部所剩余的润滑油也越少。为了研究工具内部润滑油泄漏情况,建立了工具润滑油整体泄漏模型,得出了工具内部润滑油压力与总体泄漏量之间的关系,并通过试验验证了分析结果。研究结果表明,润滑油总体泄漏量随着压力的增大而增大,并指出工具最大持续工作时间为200 h。     

随钻超声井眼成像技术进展

随钻超声井眼成像技术是当前随钻测控领域的前沿技术，可以在随钻工况下实时生成高分辨率的井眼图像，能够准确反映井眼形状，识别裂缝、孔隙、层理等特征，在监测井眼工程状况和质量方面发挥着重要作用。阐述了随钻超声井眼成像系统的成像原理及构成要素，综述了发展历程及现状，分析了国外最新研发的随钻超声井眼成像系统的技术特点，总结了随钻超声井眼成像技术未来发展趋势，探讨了随钻超声井眼成像领域在仪器设计及发展的方向。     

水平井钻磨组合管柱载荷计算方法与应用

随着水平井水平段长度的增加,水垂比变大,管柱下入困难。油田现场钻磨作业采用两种线重油管的组合管柱方式提高下入能力,但是针对组合管柱载荷计算问题尚无基础研究。根据水平井的井眼轨迹、管柱自重以及管柱在各井段受力特点等因素,考虑流体对管柱相互作用力,建立了钻磨组合管柱载荷计算模型;通过C#语言环境采用迭代法、插值法及分段判别计算法编程求解模型,开发了组合管柱载荷计算软件,通过导入井眼轨迹参数、输入作业参数、设计管柱结构,实现载荷计算。应用编制的软件可实现对井眼轨迹的绘制和水平井钻磨作业组合管柱的多种载荷计算,为水平井钻磨安全作业提供了一定的指导作用。     

浅谈复合钻井技术在油田的应用

复合钻井技术是采用滑动导向钻具组合进行钻井,可适时变更定向和开动转盘两种工况,连续完成定向造斜、绕障、增斜、稳斜、降斜及扭方位操作,而不用起钻变更钻具组合,就能快速钻出高质量的井眼轨迹,从而减少起下钻次数,提高钻井速度和精度。本论文从复合钻井技术特点出发,结合复合钻井技术在我国安塞油田和长庆油气田的应用现状,认为：（1）复合钻井技术的最大优点就是明显提高了机械钻井速度,采用复合钻井技术,可以使得轨迹控制简化,保证井眼轨迹圆滑,保障井身质量;（2）复合钻井技术能有效控制井斜,并提高井眼控制精度,实现连续控制井眼轨迹。     

新疆工区超深井裸眼侧钻钻井工艺技术探析

目前侧钻已成为塔河油田挖潜增储,提高产量的重要手段,据资料显示,塔河油田侧钻水平井的增产效果显著.但随着开发的深入,侧钻过程中井眼稳定和水平位移延伸的问题不断出现,为此,结合短半径水平侧钻井作业的成功经验,介绍目前塔河油田超深井裸眼侧钻钻井工艺技术,从水泥塞质量、剖面设计及优选、井眼轨迹控制、钻井液性能等方面入手,对目前侧钻井面临的难题进行了剖析,提出相应的措施.     

定向井井眼轨迹计算方法探讨

随着油气井钻井深度的加大,钻井技术、井眼设计轨道的多样化,涌现出多种井眼轨迹计算方法和图形表达方式。快速地进行钻前井眼轨迹设计,使钻进过程更加准确、高效、安全。     

页岩气水平井前导地质物理模型的测井研究

以川南威远地区寒武系筇竹寺组页岩气为研究对象,首先,利用邻井的测井储层评价结果优选“地质甜点”作为导向目标层;其次,分析沿井眼轨迹方位钻遇不同岩性、物性、含油性及脆性的地层剖面的随钻测井响应特征,并根据LWD和MWD资料实时确定地层倾角和厚度,准确建立前导地质物理模型;最后,利用井眼轨迹-随钻测井曲线-气藏岩性剖面综合成图技术及时判断水平井井眼轨迹在页岩储层中的位置、延伸长度及上下行方向,实时优化井眼轨迹与修正前导地质物理模型,指导钻头在优质页岩储层中的钻进,提高钻遇率。将该方法应用于研究区的页岩气水平井地质导向钻井中,效果明显。     

肯尼亚OLKARIA地热井空气泡沫流体定向钻井综合技术研究

定向钻井技术是在石油钻探中发展起来的,以后引用到地热钻井中来。肯尼亚地热井中由于地层漏失严重,须采用空气泡沫钻井方式,而井下温度又高,这对于地热井定向钻井技术是一种挑战,需要解决钻速低、井眼轨迹控制难度大、地热井测斜工具与方法、耐高温马达等困难,通过长城钻探公司在肯尼亚所打地热井的实践,成功地解决了以上难题,缩短了钻井周期,节约了钻井成本。     

如何利用构造图进行定向井和水平井的地质导向

通过水平井和定向井实钻实例,介绍了如何利用构造图进行定向井、水平井的地质导向,论述了如何利用构造图编绘标准层与井眼轨迹图、利用标准层与井眼轨迹图指导钻井.     

钻井轨道设计与井眼轨迹监测三维可视化系统

采用了软件实现与硬件实现相结合 ,前者为主 ,后者为辅的策略 ,实现了虚拟现实技术中的三维图形与图像、立体显示、人机交互 ,并将其成功地应用于钻井轨道设计与井眼轨迹监测中 .解决了钻井轨道设计与井眼轨迹监测的三维可视化问题 .经加载埕北 30区块的地层、设计轨道、靶点、实钻轨迹等数据进行测试 ,取得了很好的成果 .整个系统用 VC+ + 6.0和 OPENGL,辅助以必要的硬件配置 ,成功地开发完成 .     

钻井轨道设计与井眼轨迹监测三维可视化系统

采用了软件实现与硬体实现相结合，前者为主，后者为辅的策略，实现了虚拟现实技术中的三维图形与图像、立体显示、人机交互，并将其成功地应用于钻井轨道设计与井眼轨迹监测中。解决了钻井轨道设计与井眼轨迹监测的三维可视化问题。经加载埕北30区块的地层、设计轨道、靶点、实钻轨迹等数据进行测试，取得了很好的成果。整个系统用VC^ 6.0和OPENGL，辅助以必要的硬件配置，成功地开发完成。