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一种多功能局部反循环工作筒

油气井测试 2017年第2期26卷 47-49页

作者：单茂青王玉忠胡永雄黄德辉李健杨秋梅渤海钻探井下技术服务技术研发中心天津300283

随着油田进入中后期开发,地质情况开始不断恶化,油水井普遍存在井筒漏失的现象,为井下作业带来诸多难点。同时,随着钻采工艺的不断发展进步,油田多部署大斜度井、水平井,使得后期大修作业,尤其是套、磨铣等循环作业存在很大的风险。现... 详细信息

随着油田进入中后期开发,地质情况开始不断恶化,油水井普遍存在井筒漏失的现象,为井下作业带来诸多难点。同时,随着钻采工艺的不断发展进步,油田多部署大斜度井、水平井,使得后期大修作业,尤其是套、磨铣等循环作业存在很大的风险。现所论述的多功能局部反循环工作筒可克服上述系列施工难点及风险,不仅提高套磨铣效率,缩短生产周期,而且可通过更换辅件,实现工具的多功能用途。该工具的应用对于提高时效,促进大修技术进步具有积极意义。

关键词：局部反循环套磨铣碎屑收集多功能

HFS绳索取心孔底局部反循环三合管组合取心钻具

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探矿工程（岩土钻掘工程） 2014年第2期41卷 52-55,63页

作者：唐进军刘海斌湖南省核工业地质局湖南长沙410011 广西地勘局310核地质大队广西桂林541312

介绍了研制成功的HFS绳索取心孔底局部反循环三合管组合取心钻具的结构和工作原理,喷反元件参数设计,及其室内模拟试验和现场试验情况。

关键词：复杂地层岩矿心采取率组合取心钻具绳索取心局部反循环三合管

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涡轮负压式局部反循环打捞工具的设计

中外能源 2020年第7期25卷 49-53页

作者：王方祥赵增权李龙魏冕詹鸿运中国石油渤海钻探工程有限公司井下技术服务分公司天津300283 中国石油渤海钻探工程有限公司工程技术研究院天津300280

复杂结构井的打捞施工存在碎屑上返困难、极易造成卡钻等问题,常规的修井液循环方式无法兼顾施工成功率和生产效益的问题,使其成为大修施工中棘手的生产难题。为了提高复杂结构井中打捞施工的成功率,降低生产成本,依靠涡轮旋转对井底产... 详细信息

复杂结构井的打捞施工存在碎屑上返困难、极易造成卡钻等问题,常规的修井液循环方式无法兼顾施工成功率和生产效益的问题,使其成为大修施工中棘手的生产难题。为了提高复杂结构井中打捞施工的成功率,降低生产成本,依靠涡轮旋转对井底产生负压抽吸作用的原理,设计了一种涡轮负压式局部反循环打捞工具,采用无量纲处理的方法理论设计了高比转速的涡轮结构尺寸,并对设计的工具开展了现场试验。研究结果表明:该工具适用于φ139.5mm以上套管内的打捞作业,齿轮增速机构的传动比为1∶3,迷宫储藏室和翻板式捞筒共可打捞4m^3以上的落物。在工作液流量为3m^3/h、涡轮转速为800r/min的情况下,高比转速涡轮的入口宽度为27.5mm,出口宽度为19.5mm,外径为95mm,叶片数为9,叶片出口角为41.2°。现场应用表明,该工具可在常规泵压和排量下成功打捞碎屑和大块落物,避免卡钻的同时大幅提高施工效率,实现套、磨、铣、打捞一体化施工,对提高复杂结构井打捞施工成功率和经济效益具有重要的意义。

关键词：复杂结构井打捞工具涡轮负压抽吸局部反循环

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喷射式局部反循环绳索取心钻具

探矿工程（岩土钻掘工程） 2008年第9期35卷 35-36页

作者：刘成才青海省有色地勘局八队青海西宁810012

针对金矿复杂破碎地层钻探存在的岩心采取困难、孔内漏失严重等问题,改进绳索取心钻具,增加了局部反循环装置,研制出一套适应性广、取心可靠的可调喷射反循环钻具,提高岩心采取率,取得了良好的效果。介绍了该钻具的结构原理、适应范围... 详细信息

针对金矿复杂破碎地层钻探存在的岩心采取困难、孔内漏失严重等问题,改进绳索取心钻具,增加了局部反循环装置,研制出一套适应性广、取心可靠的可调喷射反循环钻具,提高岩心采取率,取得了良好的效果。介绍了该钻具的结构原理、适应范围及应用效果。

关键词：绳索取心钻进局部反循环钻具岩心采取率

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井下回转钻孔防斜钻具研制与应用

矿山机械 2024年第1期52卷 10-14页

作者：徐树斌煤矿灾害防控全国重点实验室重庆400039 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039

针对煤矿回转钻钻孔轨迹严重偏斜问题,结合粗径钻具防斜特点和反循环工艺对地层扰动小的特点,开发了反循环钻头、双壁钻杆及流道转换接头,构成孔底局部粗径反循环钻具。在井下使用普通钻杆和粗径反循环钻具进行对比试验,结果表明,粗径... 详细信息

针对煤矿回转钻钻孔轨迹严重偏斜问题,结合粗径钻具防斜特点和反循环工艺对地层扰动小的特点,开发了反循环钻头、双壁钻杆及流道转换接头,构成孔底局部粗径反循环钻具。在井下使用普通钻杆和粗径反循环钻具进行对比试验,结果表明,粗径反循环钻具平均剖面百米偏差为2.58 m,平均平面百米偏差为3.55 m。与常规钻具相比,平均剖面百米偏差降低了58.32%,平均平面百米偏差降低了46.7%,纠斜效果显著。

关键词：钻孔偏斜局部反循环粗径钻具

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井下电动清洗工具的设计及性能研究

井下电动清洗工具的设计及性能研究

作者：周宗赣长江大学

学位级别：硕士

在油气开采过程中,钻磨桥塞时难免有残余碎屑留在井筒内,压裂开采时可能会导致砂粒进入井筒内部。这些残留碎屑或砂粒在井底堆积沉结,不仅会影响油气开采的质量,还会影响后续油气开采进度,甚至会对后续下井设备造成损伤,因此需要将碎屑... 详细信息

在油气开采过程中,钻磨桥塞时难免有残余碎屑留在井筒内,压裂开采时可能会导致砂粒进入井筒内部。这些残留碎屑或砂粒在井底堆积沉结,不仅会影响油气开采的质量,还会影响后续油气开采进度,甚至会对后续下井设备造成损伤,因此需要将碎屑颗粒进行清洗打捞。目前清洗打捞碎屑颗粒的工具基本采用冲砂或清砂的工艺,其原理是从地面持续泵送液体到井底,利用高速射流的方式冲散碎屑,并裹挟碎屑颗粒从井筒与泵送管道之间的环空返排至地面。这种方法虽然可以实现清洗打捞碎屑,但是需要持续泵送液体,存在地面设备庞杂、能量损失大、浪费水资源、工艺复杂、成本高、环境不友好等问题。针对以上问题,结合连续油管、井下电潜泵技术装备的新进展,本文设计了一种无需地面设备持续泵送液体并能够利用井下已经存在的液体形成局部反循环实现清洗打捞过程的适应3500m井深应用环境的井下电动清洗工具。该工具借助连续油管装备放置于井底,以井下存在的液体为介质,经电动泵与喷嘴多级加压加速后从环空冲击井底,裹挟碎屑颗粒从引鞋进入单向打捞篮,碎屑颗粒被筛网拦截后集中于碎屑收集腔,清洗完毕随工具一同上返地面,工具内部的单向打捞篮可以有效防止碎屑颗粒在中途掉落,从而实现井底清洗打捞的目的。以强度理论为基础,对井下电动清洗工具关键的壁厚强度与单向打捞篮的最大承载能力进行了计算校核,依据井底空间与射流速度要求对电泵进行了选型分析,采用Solid Works工具建立了井下电动清洗工具的三维模型,同时也对电机保护壳体的承压等级进行了验算,结果表明该工具能够承受60MPa的外压,选用排量在40m/h～60m/h、外径为97.28mm的电动泵满足井下电动清洗工具清洗打捞的要求,单向打捞篮一次最多能够承载7L、20kg的碎屑颗粒。高速喷嘴作为工具内部的重要零部件,对工具清洗打捞效果影响尤为关键,因此需要确定喷嘴的形状与结构参数。使用Fluent对四种函数型喷嘴结构做单相流体模拟仿真,最终选用具有加速效果最好、压力差较小的锥直型喷嘴。利用正交试验法进一步优化锥直型喷嘴的结构参数,优化结果为当喷嘴结构参数的收缩段角度为22°、出口段长度为8mm、收缩段长度为40mm时具有最优加速效果。使用布尔运算得出了井筒与工具的流体流道模型,并简化了单向打捞篮和筛网结构。在Fluent软件中对流道底部设置固相颗粒来模拟井底的碎屑颗粒,进行了液固两相流的数值模拟仿真分析。根据仿真结果中得到了在不同时步下碎屑颗粒体积分数的分布云图,并绘制了碎屑颗粒含量曲线图,同时得到了流体的速度、压力分布云图,分析并验证了工具清洗打捞碎屑机理的可行性,同时提出了可能会影响工具清洗打捞性能的主要结构参数有喷嘴数目、喷嘴安装角度、碎屑收集腔长度和电泵排量。根据颗粒运动计算模型算出了碎屑能进入工具内部的沉降末速为1.54m/s,然后采用蒙特卡洛法,分别对会影响工具性能的结构参数进行横向对比研究分析,得到了每组仿真结果不同时步下的碎屑颗粒分布云图和碎屑颗粒含量曲线图、碎屑颗粒速度曲线图、剩余碎屑颗粒柱状图。最终结论为当喷嘴安装数目为四个、喷嘴安装角度为12°、碎屑收集腔长度为1000mm、电泵排量为50m/h时,具有最佳的清洗打捞性能,能够打捞井底99.79%的碎屑颗粒。同时发现碎屑收集腔长度越短、电泵排量越大则清洗打捞性能越佳。井下电驱工具是当今井下工具设计师的研究热点之一,本文为井下电驱工具的设计进行了一次有益的尝试,也为井下电动清洗工具设计提供了一个参考范本。

关键词：电动清理打捞工具设计局部反循环数值模拟分析液固两相流

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新型双动双管取心钻具的研制

新型双动双管取心钻具的研制

作者：李倩中南大学

学位级别：硕士

摘要：随着钻探深度的不断加大,地层的复杂程度加深,传统的取心钻具仅限在钻进较完整和岩性较好的地层中才能取得好的岩心,而对于松散破碎地层,取心率却很难达到要求,甚至采取不到岩心。目前虽然可以配合隔水钻具、无泵钻具使用,能改善... 详细信息

摘要：随着钻探深度的不断加大,地层的复杂程度加深,传统的取心钻具仅限在钻进较完整和岩性较好的地层中才能取得好的岩心,而对于松散破碎地层,取心率却很难达到要求,甚至采取不到岩心。目前虽然可以配合隔水钻具、无泵钻具使用,能改善其取心效果,但并不能从根本上解决松散破碎地层取心困难的问题。究其根本原因,在于岩心很难完好的进入岩心内管,或卡心装置难以将进入岩心内管的岩心完整地封堵起来,在提钻的过程中出现严重丢心现象,导致采取率大大降低。为了解决松散破碎等复杂地层取心难的问题,本文在分析难取心地层的取心特征及取心工具的基础上,结合传统双动双管钻具和局部反循环沉淀取心的工作原理,通过理论分析、室内加工设计研制出一套满足松散破碎地层钻探取心要求的新型双动双管取心钻具。文中介绍了此套钻具的设计思路以及设计方案,探讨了钻具的规格参数,同时通过对此套钻具的钻进工艺进行研究,得出最优钻进参数以及相关操作技术。最后将此钻具配合沉淀取心法在马来西亚某松散破碎地层中钻进,试验得出该钻具能显著提高取心率,延长钻头寿命,改善钻孔质量,增大钻进效率等。有效解决了马来西亚某金矿区的钻探难题,同时对我国难取心地层钻探取心具有实际指导作用。

关键词：双动双管取心钻具松散破碎地层局部反循环钻井工艺