多级变径随钻扩眼器研制及刀翼受力与钻压分配分析

作     者：王站稳 张红 施雷 冯云 涂忆柳 WANG Zhanwen;ZHANG Hong;SHI Lei;FENG Yun;TU Yiliu

作者机构：长江大学机械工程学院湖北荆州434023 湖北省油气钻完井工具工程技术研究中心湖北荆州434023 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2023年第51卷第1期

页      面：51-56页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：国家采油装备工程技术研究中心开放基金资助项目“抽油机井杆管偏磨系统动力学行为研究”(编号:ZBKJ2021-A-02) 中海石油(中国)有限公司湛江分公司科研项目“水下采油树密封材料与结构优化研究”(编号:CCL2019ZJFN0853)联合资助 

主　　题：小井眼 随钻扩眼器 多级变径 受力分析 钻压分配 结构设计 井径扩大率 

摘      要：深层小井眼采用随钻扩眼器进行扩眼作业时存在井眼缩径、固井质量差和卡钻频繁等问题。为解决该问题,基于随钻扩眼器基本结构和工作原理,采用新型变径结构,研制了一种多级变径随钻扩眼器;建立了随钻扩眼尺寸与主动活塞轴向位移之间的函数关系,并分析了扩眼器刀翼的受力情况;采用双因素计算方法分析了该扩眼器的钻压分配情况,得到了随钻扩眼器钻压分配比对扩眼尺寸、钻具锐度及地层抗压强度的影响规律。分析得知,随钻扩眼器的钻压分配比与钻遇地层抗压强度、扩眼尺寸呈正比,与扩眼器锐度呈反比,该扩眼器的理论井径扩大率为7%~20%。研究认为:对随钻扩眼器进行钻压分配分析,可以指导扩眼器的设计及领眼钻头的选型;研制的多级变径随钻扩眼器为提高扩眼效率提供了技术支撑。