分析新型液压滑套式随钻安全接头的研制

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1、第3O卷第2期钻井工程。新型液压滑套式随钻安全接头的研制陈颖杰罗俊丰曾欣。张杰。袁建波魏武许期聪1．中国石油大学·北京2．中海石油深圳分公司钻井部3．西南石油大学4．中国石油天然气集团公司川庆钻探工程公司陈颖杰等．新型液压滑套式随钻安全接头的研制．天然气工业，2010，30(2)：91—93．摘要海洋深水钻井具有高风险、高投资和高技术的特点，一旦发生井下钻井事故，则损失巨大，如何迅速解除卡钻事故，降低钻井风险和事故损失是当前钻井工作的当务之急。在对钻井事故处理不断探索和总结的基础上，针对现有倒扣式和剪断式安全接头结构上的局限性和缺陷，研制出了一种能很好地处理井下卡钻事故的新型随钻安全接头。

2、其工作原理为：在正常钻井作业中，它连接在钻具易卡部分的上端，当遇卡钻事故时，停钻、停泵，拆下回压凡尔以上工具(钻具内水眼需畅通)向钻具内投入钢球，按上方钻杆，开泵憋压使钢球入座滑套上端；由于泵压的上升，推动中心滑套剪断定压定位螺钉，使中心滑套上月牙键脱离键槽；当泵压下降后停泵，然后正转钻具，使上下反扣接头处分开，提升、取出钻具；然后再进行下一步套铣、打捞工作。对该工具进行了详细的强度分析计算，室内试验和在渤中34—5油田的两口井中使用表明，该安全接头具有安全可靠、操作简单、处理事故快等特点。关键词深井超深井卡钻随钻安全接头强度深水钻井D0I：10．3787／j．issn．1000—0976

3、．2010．02．024能有效地处理而不得不侧钻的事故。因此，探寻迅速O引言解除卡钻事故，降低事故损失，是深水钻井工作者的当随着世界各国对能源的需求，进军海洋深水已经务之急，其发展趋势就是不断研制和完善更加经济合成为全球油气资源开发的战略制高点l】]。但是，目前理，更加科学的先进工具。笔者在对钻井事故处理不海洋深水钻井技术是制约我国深海油气勘探开发的主断探索和总结的基础上，根据钻井卡钻特点，研制了一要因素，主要是因为海洋深水钻井的高技术、高风险和种能很好地处理卡钻事故的新型液压滑套式随钻安全高投资的限制，半潜式钻井平台的平均日费从2005年接头，其在未来的深水钻井中应用前景十分广阔。4月的

4、11．65万美元上涨到2008年4月的31．11万新型安全接头工作原理美元，最高达5O万美元l_2]。从Husky能源公司在我国南海LW31的深水气田钻井表明平均日费均在90常用的安全接头有剪钉式和反扣式两种_3]。剪钉万美元以上，如果一旦发生井下卡钻事故而又能有效式安全接头结构简单、剪切力可控，使用时因下管柱过迅速地处理的话，将会带来巨大的损失，而且有时候又程中的顿钻、溜钻等原因产生的纵向振动往往使得它受到台风的威胁，要求必须能够迅速处理事故，及时撤在下人管柱中途断开；若剪钉过多又会在后续的打捞离。我们知道严重的卡钻事故其处理程序，一般都需作业中不起作用。因此，效果不理想。反扣式安全接经

5、历通井、套铣、倒扣三道环节，即用反扣钻杆倒扣、通头局限性在于：当管柱被沉砂固住，封隔器不能解封井、套铣等]。处理时间短则～个月，长则可达一年时，管柱不能转动，安全接头也就不能发挥作用。为了乃至更长，费用少则几十万元，多则数百万元。更有严解决常规安全接头的不可靠问题，研制新型随钻安全重者可导致该井报废，其损失更大，1997年埃克森石接头是十分必要的。新型随钻安全接头如图1所示，油公司在美国墨西哥湾深水钻井时就发生过因卡钻不它主要由上、下接头、滑套、销钉和钢球组成，上、下接基金项目：国家自然科学基金项目(编号：50604022)。作者简介：陈颖杰，1984年生，硕士研究生；主要从事油气井岩石力

6、学方面的研究工作。地址：(102249)北京市昌平区府学路18号中国石油大学石油天然气工程学院研09级油气井1班。电话：15210876542。E—mail：chen—yingjie@126．corn·92·天然气工业2010年2月图1新型随钻安全接头结构图头为反扣连结。其工作原理为：在正常钻井作业中，它连结在钻具的易卡部分的上端，当遇卡钻事故时，停钻、停泵，拆下回压凡尔以上工具(钻具内水眼需畅通)向钻具内投入钢球，接上方钻杆，开泵憋压使钢球入座滑套上端，由于泵压的上升，推动中心滑套剪断定压定位螺钉，使中心滑套上月牙键脱离键槽，当泵压下降后图2上下滑键不对称模型网格图停泵，然后正转钻具，使

7、上下反扣接头处分开，提升、取出钻具。再进行下一步套铣、打捞工作。在钻井过程中，一旦发生活动钻具无法解除的卡钻事故，可利用该产品的独特优势，迅速从卡点处将卡点上部钻具倒出，降低钻井风险，缩短事故处理的时间，从而提高钻井时效，节约钻井成本。2安全接头强度分析2．1有限元模型的建立分析中使用的软件为有限元前后处理软件MSC．Patran、Mentat，有限元计算分析软件MARC。Patran及Mentat主要用于建立有限元分析