【7A文】液动冲击旋转钻井技术.ppt

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1、液动冲击旋转钻井技术2021/10/72一、传统旋冲工具介绍（轴向冲击）1.液动冲击钻作用原理在常规钻柱钻头上接一个专用冲击器（约2米长）。它是以循环的钻井液为动力，驱动一重锤上下振动，产生轴向冲击载荷；冲击载荷直接作用于钻头并通过钻头将冲击能量传递给井底岩石，其在井底岩石中产生的冲击力可达几吨到几十吨（可调），冲击频率可达80Hz以上（可调），这种冲击载荷远远超过了岩石的破碎强度；加上回转产生的剪切岩石的作用，破碎岩石的效果显著提高。我国原地矿部德州研究所很早就研究该产品，做了很多的试验，有好多论文。旋转冲击钻具

2、的提速效果2021/10/732.冲击器的分类液动冲击器：阀式正作用冲击器阀式反用冲击器阀式双作用冲击器（含活阀式和节流式）射吸式冲击器射流式冲击器气动冲击器机械式冲击器我们的设计大庆油田的设计2021/10/75气动冲击钻及空气钻井循环系统空气锤2021/10/763.液动冲击钻结构工作过程：喷嘴射流产生的射吸力使冲锤、滑阀复位到达上死点；滑阀关闭活塞之泄水孔，造成憋压，推动冲锤下行，冲锤打击铁砧，将冲击力传递给钻头。活塞带动冲锤完成冲击铁砧之后，在喷嘴射吸力和辅助弹簧的作用下，返回上死点，滑阀再次关闭活塞流道，

3、重复以上做功过程。石油大学的设计2021/10/774.液动冲击钻特点1、它要求的钻压很小，小于使钻柱失稳弯曲的临界钻压，从而消除了因钻柱弯曲而引起的井斜。2、由于钻压很小，且由于其破岩方式改变为以轴向冲击破岩为主，钻头与地层相互作用而在钻头上产生的侧向力将大大减小，从而起到进一步防止井斜的作用（顿钻钻井井眼很直就是一例）。特别有利于高陡构造和地层倾角大的易井斜地层防斜打直。3、对于硬质地层，用常规方式钻井，其机械钻速往往很低。而回转冲击钻主要是冲击破岩，由于其高频大冲击功的冲击作用，将大大提高破岩效率（常见的冲击

4、回转型手电钻比单纯回转手电钻钻眼效果好就是一个极好的实例）。2021/10/784、冲击器在结构上可将现在的连续射流变成高压聚能脉冲射流，射流动压力大大提高，比相同条件下连续射流的动能大好多倍，有利于消除岩屑压持效应，改善喷射钻井效果，提高钻井速度。5、可解决水平井水平段和大位移井钻井中难以施加钻压的问题，因为冲击回转钻在水平井段的钻进中所需的轴向破岩载荷主要是由自身的冲击作用产生，而不是完全依靠钻柱自重产生的钻压。6、现代常规钻井设备即可满足冲击旋转钻井工艺要求。7、为SWD或井间地震技术的实现提供了频率可控井下

5、震源。4.液动冲击钻特点2021/10/795.液动冲击钻用途提高钻速，有效防斜，辅助加压，新型震源。该技术在石油钻井中的研究和使用无疑是十分有益的。二.新技术1、扭力冲击器（周向冲击）加拿大最近在中国一个用的扭力冲击器，百斯特公司的扭力冲击器，注册TorkBuster®。主要是使用PDC钻头钻硬岩层，二为了更好的定向控制，扭矩不变。将扭力直接作用到钻头上，大幅度提供钻头功率。彻底减少了粘滑运动并极好地改善了机械钻速以及延长了钻头寿命。减少了钻柱的扭力振动改善了钻头稳定性并延长了寿命减少了钻柱组件疲劳为剪切岩石提供

6、附加能量可以在硬地层中钻进取代牙轮钻头增强了定向总成的控制减少反应扭矩优势TorkBuster®-内部工作方式产生扭力冲击冲击产生的能量破碎齿前方的地层使齿可以进行深度切入液压锤冲击例子1000次冲击/分钟普通钻进增加重量产生的扭矩存于钻柱内扭矩释放2.另一种扭力冲击器序号尺寸规格(直径×长度)mm用于井眼（in）钻压kN转速r/min排量L/s1130×120(6TAFK-1)615~7580~30015~252196×140(8TAFK-1)81/221~10680~30025~353220×150(9TAF

7、K-1)95/824~12080~30035~454280×160(12TAFK-1)121/430~15080~30045~545310×180(17TAFK-1)171/244~22080~30055~653、我们改进的冲击扭力器——双作用旋冲钻具(TAFK-1)该工具使用牙轮和PDC钻头都可以提高机械钻速。消除了这些对钻井有危害的井下振动，粘-滑、弹跳及回转，真正的将PDC钻头以剪切作用为破岩目的加以优化实现。规格及参数(用于PDC钻头两种规格尺寸一样)：我公司最新研制的冲击螺杆钻具，是目前国内外我们独家拥有

8、的产品，具有先进的设计理念和设计思想，使常规螺杆钻具赋予了更强大的能力，成为世界上最好的旋冲钻具。如前所示，目前各种形式的旋冲钻具有很多，使用效果很明显，只是使用寿命一直没有突破，严重影响了旋冲钻具的推广应用。我们的冲击螺杆钻具就解决了使用寿命问题，在钻井条件不变的情况下，具有使用寿命长，机械钻速高（比常规钻具提高机械钻速40%左右），还可以解决大位移井钻井