国内外深井、超深井井下工具简介

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1、国内外深井、超深井井下工具简介按照我们国家对深井、超深井的界定，深井是指井深大于4500m的井，超深井是指井深6000m以上的井。迄今，世界上最深的井为前苏联的SC-3井，井深12869m。目前，美国深井、超深井的钻井水平大致为：5000m的井完井周期3个月，6000m的井完井周期6个月，7000m的井完井周期12个月。深井、超深井对钻井的方方面面都是一个极为严峻的挑战，其关键技术包括：先进的地震技术以及对地震资料的准确判读与分析；对邻井钻井资料的全面采集、处理和利用；功率、功能强大且易于控制的钻机设备；先进的数据采集、分析系统和先进的用于不同目的的井下工具；科学合理的钻井

2、设计；成熟的钻井工艺技术；高温高压泥浆体系；科学、强化的生产技术管理等。随着世界范围内深井、超深井钻井数量与钻井难度的逐年递增，国内外各大石油公司近几年先后开发研制出了用于深井、超深井防斜打直、提高钻速、井眼轨迹和井下参数测量与控制、井眼扩大规整、刚体膨胀管补救、深井扩孔等先进的井下工具，现一一简单介绍如下：1、井下动力钻具---用于提高机械钻速●国产螺杆钻具耐温低，仅能用于上部井段；●BakerHughesINTEQ的高速螺杆钻具采用新的橡胶定子制造工艺，耐温190℃，且转速与排量成正比，输出功率是涡轮钻具的两倍多；●俄罗斯的带齿轮减速箱新型涡轮钻具耐温可达250℃∽30

3、0℃；●美国Manurer公司为钻高温地热井研制的齿轮减速涡轮钻具成功钻成了温度高达316℃的地热井；2、旋冲钻井工具---用于提高机械钻速●国内：厂家众多，成熟较少，究其原因，主要有三：一是寿命短，二是无匹配之钻头，三是无深部极硬之地层，故效果不明显。现场应用最好当属江苏东海的科钻1井，但该井具以下特点：连续取心，工具一次下井工作时间短；钻头为孕镶式天然金刚石取心钻头，抗冲击能力强；地层为非沉质岩地层，硬度高、可钻性差、研磨性强，故应用效果明显；●国外有适合于地层、同时也适合于工具的专用钻头，如图1。图1旋冲钻井工具专用钻头但国外应用情况不清。3、偏轴接头（短节）、弯轴接

4、头（短节）、偏重钻铤等----用于防斜最早由前苏联开发研制。国内在川东和其它地区用过，但效果不佳。4、自动垂直钻井系统----用于防斜●德国的VDS（VerticalDrillingSystem）垂直钻井系统。其工作原理为：当钻井过程中井眼偏离垂直状态时，内部的井斜传感器发出井斜信号，同时通过电磁阀控制4个活塞液缸内的压力，推动4个可伸展翼肋，使其支撑井壁，借助井壁的反作用力迫使钻头沿与井斜相反的方向钻进；●德国的VERTICALIXX（highlyaccurateautomaticverticaldrillingsystem）自动垂直钻井系统；●Agip&BakerHug

5、hesINTEQ的SDD(straightholedrillingdevice)垂直钻井系统，它是一种外壳带有偏置装置的改进型井下马达；●美国ANDERGAUGE公司开发研制的高温高压随钻井斜测量装置---ANDERDRIFT，使用时直接连在钻铤上，通过开泵时泵压脉冲显示井斜。从而实现对井斜随时监测、解放钻压、提高机械钻速的目的；国内已有这方面的研究，具体进展情况不详。5、井底增压泵---用于提高机械钻速●国内尚无成熟产品；●国外已经进行了大量的室内试验与现场应用试验，井底压力可达30000psi（207Mpa），ROP增加50-60%。但寿命一般较短，室内试验平均40个小

6、时，现场应用多为9-17个小时。6、减震器、悬浮器---用于延长钻头、钻具寿命钻具结构、钻进参数和地层岩性等因素均可导致“跳钻”，不仅会影响到ROP、钻头和钻具寿命，而且不利于安全钻井。减震器、悬浮器可较好地解决这一问题。7、扩孔工具---用于改变设计井身结构、提高固井质量近几年，国外一些石油公司投入了大量的人力物力致力于石油钻井扩孔工具的研发。由最初的双心扩孔钻头发展至现在已达到商业化水平的系列扩孔工具，如BakeHughes的RWD系列随钻扩孔器、DPI的SR系列扩孔器以及SecurityDBS的NBR系列扩孔工具等。工具性能日臻完善，尺寸规格渐成系列。此外，石油钻井扩

7、孔技术的应用领域也由初始的直井扩孔发展到今天的定向井、水平井扩孔和作为分支井、超短半径和刚体膨胀管施工井支持技术的扩孔等等。几年来，胜利扩孔工具也已由2000年的单一类型、单一尺寸的一种工具发展到今天的多种类型、多种尺寸系列扩孔工具，先后有200余套各型工具投入现场使用，并先后成功应用于新疆塔河油田5400m以下奥陶系灰岩地层扩孔、4500m以下的盐膏层扩孔、胜利和中原油田的套管开窗侧钻定向井扩孔、胜利油田的超短半径井大尺寸扩孔、膨胀管应用井扩孔、胜利油田孤东8—平3井的水平井扩孔等，较好地解决了钻井生产过程中的一