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《油气钻井扩眼工具研究现状及发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、石油机械8CHINAPETROLEUMMACHINERY2010年第38卷第8期钻井新技术*油气钻井扩眼工具研究现状及发展趋势马汝涛纪友哲王辉(中国石油集团钻井工程技术研究院机械所)摘要随着技术的不断发展完善,扩眼作业已成为解决复杂深井阻卡、改良套管程序、提高固井质量以及降低钻井成本的重要手段。结合扩眼技术的分类和特点,着重论述了国内外扩眼工具的发展历程和目前处于主导地位的双心钻头、臂式和块式扩眼器的典型结构形式,给出了提高国内扩眼器技术水平的建议。国外公司在扩眼工具领域进
2、行了长时间的研发,形成了较为系统的理论和系列化工具,而国内在此领域起步晚,需从计算机辅助设计、应用领域拓展和数据库建设等方面进行完善,逐步缩小与国外的技术差距。关键词油气钻井扩眼器现状发展趋势献的前提下,综合介绍了国内外扩眼器的发展历程0引言和主要结构形式,提出了国内扩眼器发展的建议,以期对我国在该领域的发展起到启发和借鉴作用。扩眼就是指采用钻掘手段将本已存在的孔眼原位扩大为直径更大的孔眼的过程。油气钻井工业的1国外扩眼工具研究现状扩眼技术始于20世纪初,应用该技术的基本意图是解决井眼缩颈、井壁坍塌等
3、钻进难题。实践表20世纪初,油气钻井工业开始大规模使用旋明,扩眼技术是行之有效的。近2030年来,随转钻井技术。由于早期钻头质量欠佳,造成钻进时着油气钻井向着深井、超深井、高压油气井、海洋井径逐渐缩小。为解决这一问题,钻井界很快引入深水钻井等领域的转移,钻井工程所要面对的复杂扩眼技术并加以推广。20世纪40年代出现伸缩臂状况越来越多。扩眼技术作为处理钻井异常状况的式扩眼器,以液压驱动。该类工具长期占据扩眼装重要手段不断发展,逐渐成为一种能够应对塑性地置主导地位,至70年代,扩眼器被用于钻进深部层,优化套管程序,提高固
4、井质量,降低钻井成本地层和海洋油气井。1981年,第1支装有PDC切[1-5]的先进技术。削齿的扩眼器问世,并在随后数年内取得飞速发扩眼工具的不断升级是扩眼技术快速发展的主展。90年代中后期至今,扩眼工具有了天翻地覆要推动力。目前,HughesChristensen、Smith和An的重大革新,而扩眼作业的难度也同样与7080dergauge等公司在扩眼器的设计制造领域处于领先年代不可同日而语。这一时期,扩眼技术逐渐与其地位,各个厂家均有独具特色的商业产品,被广泛他钻井技术相融合,形成了套管钻井、导向扩眼钻应用于世
5、界各大油田。近年来,随着国内不断深入井等特色鲜明的新技术,而扩眼器的设计也开始与开发老油田和勘探深层油气、海洋油气资源,对扩钻头、稳定器等相配合,注重提高下部钻具组合[6-7]眼器的需求量越来越大。若采用购买国外产品的方(BHA)的整体性能。式,既不利于国内技术的发展,又使这一领域受制近百年的发展历程造就了种类繁多的扩眼工于人;而国内相对落后的技术现状亟待设计理念的具,按其切削部件是否可动,可将其分为固定翼扩突破和加工技术的革新。为此,笔者在广泛调研文眼器和可动翼扩眼器2类。固定翼扩眼器主要是指*基金项目:国家863计
6、划项目套管钻井技术(2006AA06A107);中国石油集团公司科技项目车载小井眼套管钻井专用钻机研制(2008C-2003)。2010年第38卷第8期马汝涛等:油气钻井扩眼工具研究现状及发展趋势9双心钻头,由领眼钻头和扩眼刀翼组成;可动翼扩转时,受管壁限制而绕套管轴线旋转,扩眼刀翼所眼器通常由本体、控制机构和扩眼体3部分组成。安装的后倾角很大的切削齿与套管内壁接触,并不本体多为筒形,用于容纳控制机构和扩眼体并与钻会对套管造成伤害;钻入地层后,扩眼刀翼在钻压柱、钻头等钻具相连;控制机构结构复
7、杂,是扩眼和扭矩作用下绕领眼钻头轴线旋转,切削刃刻划周器的神经中枢,用于控制扩眼体的张开和缩回;扩围岩石,使其破碎并脱落,使井径扩大。眼体通常是安装有切削刃的刀翼或牙轮,用于执行112两体式双心钻头破岩扩眼作业。若将扩眼刀翼安装在短节上,使其与领眼钻头11固定翼扩眼器分离即形成两体式双心钻头。这种布置方式的优势111一体式双心钻头主要在于:领眼钻头和扩眼刀翼可以独立加工,降图1是双心钻头基本结构示意图,图2是双心低制造成本;领眼钻头和扩眼短节可根据实际需要钻头主要几何指标示意图。双心钻头由领眼钻头和匹配
8、使用,增加工具应用的灵活性;领眼钻头和扩扩眼刀翼2部分组成,领眼部分与常规钻头结构几眼短节之间可以安装MWD和LWD等井下测量工乎相同,钻进时处于井筒的最下端,可钻出1个直具,既能对钻进过程进行监控,又不影响扩眼作径较小的领眼;扩眼刀翼是带有切削刃的棱柱结业;此外,扩眼短节下方还可安装稳定器,从而改构,沿圆周方向布置于双心钻头的侧
