torkbuster扭力冲击器在元坝地区提高钻速中的应用

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1、2012年天然气技术与经济Vol.6，No.3第6卷·第3期NaturalGasTechnologyandEconomyJun.2012doi：10.3969／j.issn.2095－1132.2012.03.015TorkBuster扭力冲击器在元坝地区提高钻速中的应用∗1222郭元恒何世明宋建伟胡旭光（1.中国石化石油工程管理部，北京100728；2.西南石油大学石油工程学院，四川成都610500）摘要针对元坝地区陆相下部地层常规钻井机械钻速低、单只钻头进尺少的难题，中国石化近年来引进了“TorkBuster扭力冲击器＋PDC钻头”钻井新技术，取得了较好的应用效果，同时也暴露出

2、一些问题。为此，介绍了扭力冲击器的工作原理、特点和技术参数，对钻头扭力冲击技术在元坝地区的应用情况及现场应用中出现的问题进行了初步分析。应用结果表明：该技术在元坝地区钻井提速效果明显，单井机械钻速达到了2.45m／h，特别是在元坝10井、元陆9井，其机械钻速相比常规钻井分别提高了304%和322%，解决了该地区复杂地层机械钻速低的难题。关键词节扭力冲击器PDC钻头元坝地区机械钻速中图分类号：TE242文献标识码：B文章编号：2095-1132（2012）03-0052-03击力，完全改变了PDC钻头的运动，使钻头不需要0引言等待扭力积蓄足够的能量就可以切削地层。当与稳元坝地区是中国

3、石化天然气增储上产的重点探态钻柱扭矩相结合时，能直接对钻头产生很高的功区，上部地层采用泡沫钻进和空气钻进已是较为成率。熟的提速手段，平均机械钻速较高。但下部陆相地TorkBuster扭力冲击器由钻井液流量分配器、动层砂泥岩交错变化大，砂岩石英含量高，地层可钻力冲击部分、驱动短节以及钻头接头组成。泥浆从性差，加之在自流井和须家河组存在高压气层，使上接头经过泥浆流量分配器流进冲击器并二次分配3用的钻井液密度高（1.5～2.1g／cm），导致机械钻速到管状接头内，来源于泥浆的巨大能量使得接头内[1]很低。如果仍采用牙轮钻头钻进，平均机械钻速的两个动力锤相互反转起来，产生的机械冲击能量[2

4、]只有0.69m／h。为提高机械钻速，近年来中国石由驱动短节内的驱动轴集中均匀地传送到钻头上，化引进尝试了TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头钻井持续稳定的高频冲击扭力可达750～1500次／min。新技术，取得了比较明显的提速效果。这时候PDC钻头上就有两个力在切削地层，一个是1TorkBuster扭力冲击器的工作原理及特点钻盘提供的扭力，一个是TorkBuster提供的力，并且这个力直接给到钻头本身，对钻杆并不产生任何作1.1工作原理用和改变整个冲击能量的荷载，从而大大降低钻头TorkBuster扭力冲击器配合PDC钻头一起使用的的粘滑现象，大幅提高钻进速度，延长钻头寿命

5、。破岩机理是以冲击破碎为主旋转剪切破岩为辅，在1.2技术特点[1-4]保证井身质量的同时提高机械钻速。它通常被直接安装在旋转钻井或定向钻井总成中PDC钻头的上1）内部机械结构合理，泥浆流道通畅，无橡胶方，这种扭力冲击器能给钻头施加一种高频扭转冲件和电子元器件；收稿日期：2012－02－27修订日期：2012－05－28∗基金项目：国家自然科学基金项目“智能井井下流量控制系统机理研究”（编号：50674077）和863项目“智能井注采井下控制关键技术研究”（编号：2006AA09Z312）。作者简介：郭元恒（1962－），高级工程师，从事石油工程管理工作。E-mail：gyhzjy@

6、126.com。52/NaturalGasTechnologyandEconomy总第33期天然气技术与经济·钻井工程2012年2）使用时能承受的温度较高，最高温度达到0.68～1.20m。210℃；1.3技术参数3）不会产生阳极脉冲；TorkBuster扭力冲击器技术参数及规格见表1。4）在具提速打快作用的同时，还能起到基本防2现场应用斜的作用，保证井身质量；2.1总体应用情况5）使用时不会影响录井和测井，不会对MWD（随钻测量）产生影响；2009年12月4日中国石化在元坝6井第一次进6）长度短，适用于不同钻具组合，常用长度是行TorkBuster扭力冲击器钻井技术试验，经两次入

7、井表1TorkBuster主要技术参数及规格表-1最高作业最大WOB钻冲击频扭向冲击打捞颈外外径／mm排量／L·s压降／MPa-1长度／m温度／℃压／kN率／次·min力／N·m径／mm127.011～201.73～2.7621084.0680～13006100.60120.7165.118～382.20～2.40210111.21000～240010170.67165.0279.038～761.725～2.76210224.0750～150016271.02257.