YSC178型液动射流冲击器在旋冲钻井中的应用

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2011年第39卷第6期应用技术YSC一178型液动射流冲击器在旋冲钻井中的应用沈建中贺庆韦忠良樊华(1．华东石油局X-程技术设计研究院2．常州大学石油工程学院)摘要针对松南气田深部地层存在的诸多技术难题，在该气田试验应用了2套YSC一178型液动射流式冲击器及其配套技术。该冲击器依靠双稳的射流元件来控制活塞冲锤的上、下运动，结构简单，运动部件少，因而工作寿命长，工作不受井深及围压的影响，适用于深井钻井。现场试验表明，2套冲击器入井时间总计120h，纯

2、钻时间57．71h，进尺66．87／1"1，平均机械钻速1．158m／h。与上部相邻井段单只钻头平均机械钻速对比，调整参数前提高79％，调整参数后提高463％。这表明旋冲钻井在松南地区提速是可行的。如选用适应该地层的耐冲击长寿命钻头并配套使用冲击器，将会取得更加理想的试验效果。关键词松南气田深部地层旋冲钻井射流冲击器钻速一个冲击器。冲击器是一种井底动力机械，一般连0引言接在井底钻头的上端，依靠钻井泵泵人的高压钻井液，推动其活塞冲锤上、下运动，撞击钻头，在近年来，火成岩气藏成为国内石油天然气重要旋冲钻井过程

3、中，牙轮钻头除受到旋转钻井过程中的勘探开发领域。松南气田长岭断陷层就属典型的的静载荷和动载荷外，冲击器还对钻头施加一高频火成岩气藏。该种气田深部地层存在以下技术难的冲击载荷，这样岩石产生形变所需时间缩短，变题¨：①该地区深部地层硬度大，岩石可钻性差，形速度增大，被冲击点还来不及对作用力重新分在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层；②深部地层空配，应力变化很快接近或超过强度极限，使岩石脆隙压力低，常规钻井压差大；③深部地层岩性不均性增加，塑性下降l3。硬度较高的岩石抗压强度质，常发生砾石块剥落；④地层倾角大。这些技

4、术高，脆性大，受到交变冲击载荷后，岩石中裂缝扩难题给钻进带来极大困难，大大缩短了钻头和钻具展，强度降低，容易破碎形成坑穴和产生剪切体，的使用寿命J，严重影响该地区勘探开发的步伐有利于体积破碎的产生。和效益，使得深部地层钻井速度慢、周期长，钻井旋冲钻井的工作过程如下：①孔底不规则成本居高不下。面对上述难题，采用传统的牙轮钻的表面被压平；②作用力逐渐增加，接触处产生弹头，配合PDC钻头及喷射钻井的旋转钻井技术，性变形；③钻头下面的岩石开始出现微裂纹；④岩现场应用效果均不理想。从破岩理论上讲，旋转钻石表面突然破

5、裂，出现许多贝壳状的碎块，形成破井技术是解决硬地层钻井难题最有效的方法之一，碎区；⑤作用力增长变慢，两侧产生的剪一切体因大量实践也证明了它是一种高效的钻井方法，特别工具的吃人而崩裂，形成一个破碎坑。是在硬地层中钻井，可大幅度提高钻井速度，降低钻井成本，延长钻头使用寿命。为此，在松南气田2YSC一178型液动射流式冲击器的试验应用了2套YSC一178型液动射流式冲击器及技术分析其配套技术。2．1结构1旋冲钻井工作机理YSC一178型液动射流式冲击器依靠双稳的射流元件控制活塞冲锤的上、下运动，结构简单，运旋冲

6、钻井就是在普通旋转钻井的基础上，加上动部件少，除活塞冲锤外无其他运动件，因而工作2011年第39卷第6期洗建中等：YSC一178型液动射流冲击器在旋冲钻井中的应用寿命长。该冲击器工作不受井深及围压的影响，适用于深井钻井，其结构如图1所示。l23456789101112l31415l6图lYSC一178型液动射流式冲击器结构示意图1一上接头；2一外缸；3一上压盖；4一射流元件；5一缸体；6一调整套；7一活塞；8一铜套；9一下压盖；10一密封圈；11一中接头；12一冲锤；13一外筒；14一砧子；15一八方套；

7、16一下接头。2．2工作原理设计井深4500rn。钻井中不可预见的因素较多，YSC一178型液动射流式冲击器工作原理如图2实钻中地质情况可能与预计有一定差别，存在易所示。钻井泵输出的高压钻井液，经过钻柱射流元漏、易塌和易斜等复杂情况。该井上部地层的第四件的喷嘴时产生附壁效应，假如先附壁于右侧，则系、第三系为泰康组、白垩系明水组地层，岩性以由E输出道进入缸体的上腔，推动活塞及冲锤下砾砂岩、细砂岩为主，地层不稳定，易漏、易坍行撞击砧子，完成1次冲击。在E输出道输出同塌、易缩径。白垩系上部的地层岩性以砂岩与泥岩

8、时，反馈信号回至B放空孔，在活塞行程末使主互层为主，含有一定的砾岩，地层软硬交错，易坍射流切换附壁于左侧并经C输出道进入缸体的下塌，易缩径，井壁稳定性差；下部地层岩石坚硬，腔，推动活塞及冲锤回程，同样在c输出道输出跳钻严重，可钻性低，可能存在潜在地层应力变的同时，反馈信号又回到D信号孔，将主射流切化、地层不稳定等复杂情况。换到右侧，如此往返，实现冲击动作，上、下缸体3．2旋冲钻井的钻进情况内回水，则通过c、E输出道而排到放空孑