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1、钻杆防磨技术的现状和发展韩秀明,樊建春(中国石油大学机电工程学院,北京102249)摘要:在深井超深井勘探过程中,由于径向力、涡动、横向振动等因素的存在,随着钻井时间的增长,钻柱作用于套管内壁的侧向力增大,导致套管磨损的问题越来越严重。介绍了近年来钻杆防磨技术的发展,主要从钻杆接头表面处理和钻杆保护器2方面来研究防磨减磨措施的现状和发展。关键词:深井;套管磨损;保护器;钻杆接头中图分类号:TE921.202文献标识码:AResearchTechnologyMeasuresUseonDrillPipeto
2、ProtectWearHANXiu2ming,FANJian2chun(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China)Abstract:Duringdeep&ultra2deepwellexplorationprocess,withdrillingtimebeinglonger,thebiggerinsideforceofdrillpipetocase,thecasin
3、gwearproblembecomesmoreserious.Basedoncasingwearmechanism,thispaperanalyzestwomaintechnologymeasurestoprotectcasewear,forinstance,drillingpipejointsurfaceprocess,drillingpipeprotector.Thesetechnology’sapplication,inoilfield,reducesthetimesofcasingrepairi
4、ngorworkoveroperations,extendsthelifeofdrillpipe,bringsaboutremarkableprofit.Keywords:deepwell;casingabrasion;protect;drillpipejoint在油气田勘探开发钻井中,尤其是在深井、大位移井、水平井、大斜度井中,钻杆和套管的磨损严重,给油田带来重大损失。因此,钻井过程中钻杆和套管的磨损及防磨问题已引起钻井界的密切关注。作好钻井过程中套管的前期防护工作是今后开展套管综合防护工作的前提和基
5、础,是石油公司和钻井承包商共同关注的现实问题,也是事关油井使用寿命和开发效果的重要因素之一。探井安参1井、河坝1井;塔里木油田的圣科1井、英科1井等10余口井在施工过程中均出现了不同程度的套管磨损问题。套管磨损主要以<244.5mm和<339.7mm技术套管最为典型,在这2层技术套管之下<215.9mm和<31114mm井段裸眼段很长,起下钻次数多,旋转时间长,再加上井斜和“狗腿”度的作用,套管磨损严重。套管磨损的主要形式为偏磨,使套管横截面呈月牙形,导致抗挤强度大大降低,容易造成套管挤毁,使钻井或局部
6、井段报废。偏磨后的套管在抗挤强度降低的同时其抗内压强度也随之降低,影响后续的钻井、完井及开采作业质量和安全性;重则造成套管柱挤毁、变形及泄漏,引发井下事故,有时甚至造成全井报废,这不仅造成重大经济损失,而且给加深钻井造成困难或钻不到设计深度。目前,我国深探井钻井技术已进入规模应用防磨措施的研究意义及磨损机理[123]随着我国油田开发的进展,井深为4000m以上的深井、超深井大量出现。由于施工周期长、井眼深、井身结构复杂的原因,深井、超深井套管磨损严重。近年来部分重点深探井套管磨损事故情况复杂,平均每口井
7、损失43d时间。胜利油田施工的深1收稿日期:2006207231基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475037)作者简介:韩秀明(19802),女,辽宁朝阳人,在读硕士研究生,主要从事钻井液成分对套管磨损影响机理的研究。·18·OILFIELDEQUIPMENT2007Vol.36№3阶段,减少技术套管磨损和破裂后的处理问题是当前亟待解决的难题。引起套管磨损的因素很多,例如钻具组合、泥浆成分、套管和钻杆材料等。经前人的研究总结,得出上层套管在固井时不居中等因素导致钻柱不居中,使钻杆接头在钻井施工中
8、与套管内壁相互摩擦是造成套管磨损的主要原因。虽然钻杆接头和钻杆本体都对套管有磨损作用,但钻杆接头对套管的磨损影响最大。因为钻杆接头的直径比钻杆本体大20%～30%,很容易与套管内壁接触磨损套管。当接触力增大,使钻杆和套管之间的钻井液润滑膜的润滑作用降低;当接触力足够大时,润滑膜的润滑作用完全消失,钻杆接头和套管内壁直接接触产生了干摩擦。因此,在钻柱钻进时,钻杆接头如同一个砂轮在磨铣与其接触的套管壁;在起下钻时,钻杆接头又如同一个锯齿切削与其
