基于旋转激励的钻柱激振减阻工具的研制.pdf

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1、石油机械2015年第43卷第5期CHINAPETROLEUMMACHINERY一9一●钻井技术与装备基于旋转激励的钻柱激振减阻工具的研制张会增管志川1刘永旺窦玉玲(1．中国石油大学(华东)石油工程学院2．中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院)摘要：为解决大位移钻井过程中钻柱与井壁间摩阻和扭矩大的问题，研制了JZJZ一1型钻柱激振减阻工具。该工具以螺杆马达为动力来源，利用螺杆马达带动激振机构旋转产生激振力，周期性减小钻柱作用于井壁上的正压力，达到减小钻柱与井壁摩阻的目的。试验结果表明，测试过程中激振减阻工具振

2、动强烈，在排量15L／s时，工具激振频率为10．4Hz，激振力达到1300N，工具压耗在可以接受的范围内，设计的激振减阻工具满足要求，为大位移井提速提供了技术支撑。关键词：大位移井；摩阻；旋转激励；减阻工具；激振力中图分类号：TE921文献标识码：Adoi：10．16082／j．cnki．issn．1001—4578．2015．05．003DevelopmentofDrillStringExcitationDragReductionToolBasedonRotaryExcitationZhangHuizengG

3、uanZhichuanLiuYongwangDouYuling(1．SchoolofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Huadong)；2．DrillingTechnologyResearchInstitute，Shen—gliPetroleumEngineeringLtd．，SINOPEC)Abstract：Toaddresstheissueofhightorqueanddragduringextendedreachwelldrilling，Mod

4、elJZJZ一1drillstringexcitationdragreductiontoolisdeveloped．Thetool，drivenbyscrewmotor，couldgenerateexcitationforcetocyclicallyreducethepressureofthedrillstringontheboreholewall，thusreducingthefrictionbetweendrillstringandwellbore．Testresultsshowedthattheexcit

5、ationtoolcouldgeneratestrongvibrationwiththetoolvi—brationfrequencyof10．4Hzandtheexcitationforceof1300Nunderthedisplacementof15L／s，whilemaintainanacceptablerangeofpressureloss．Thedesignedexcitationdragreductiontoolcouldmeettherequirementsandprovidetechnicals

6、upportforextendedreachwelldrilling．Keywords：extendedreachwell；friction；rotatingexcitation；dragreductiontool；excitationforce题的有效途径加。根据振动可以减小摩阻的原0引言理[n，笔者研制了JZJZ一1型钻柱激振减阻工具。该工具以螺杆马达为动力来源，利用螺杆马达2O世纪9O年代以来，大位移井技术因其具有带动激振机构旋转产生激振力，周期性减小钻柱作巨大的经济效益并能够达到特殊作业目的而得以迅用于

7、井壁上的正压力，达到减小钻柱与井壁摩阻的速推广应用⋯。但是在钻进过程中，随着井斜角目的。的增大和大斜度井段长度的增加，钻柱与井壁的低边接触，钻柱与井壁间产生很大的摩阻和扭矩，造1技术分析成钻压传递受阻、机械钻速降低(尤其是在滑动钻进过程中)以及钻柱与套管磨损严重等一系列1．1结构问题，影响正常钻进作业，减阻工具是解决这一问Jzjz一1型钻柱激振减阻工具主要由动力单基金项目：国家863计划项目“海上大位移井钻完井关键技术开发与集成”(2012AA091501)；“十二五”国家科技重大专项“西部山前复杂地层安全快速

8、钻井技术”(2011ZX05021—001)。石油机械2015年第43卷第5期元、激振机构单元及旋转密封单元组成，结构如图减阻工具偏心轴两端的轴承承受偏心轴产生的1所示。离心力，因此，为了避免钻井液中固相颗粒加剧轴123泄液孔4承的磨损，延长轴承使用寿命，在偏心轴两端双外接头内部安装双向旋转密封结构，使偏心轴和轴承处于一密闭环境中，并向偏心轴与外筒环空注入润滑油。旋转密封单元中，2道密