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      1. Φ178型水力振蕩器研制與應用

        摘要:在水平井造斜段或 水平段   程中, 柱與井壁 生摩阻、粘卡、托  象,無法   施加有效  。研制了水力振 器,以 井液作  力源,使 具在 向上 生振 ,將靜摩擦力  成 摩擦力,從而減小摩阻,降低粘卡  ,防止托  象的 生。     明: 工具能    提供有效  ,減小摩阻,提高機械 速, 短 井周期。
        在水平井鉆井過程中,鉆具在井眼曲率較大的 井段,或在過長水平段會產生較大摩阻、托壓現 []       ,無法有效施加鉆壓。摩阻大、托壓問題不僅嚴 重影響水平井的機械鉆速,同時也容易引起粘卡等     井下復雜事故的發生 []     。G內外油田開展了優化井 眼軌跡、井筒潤滑劑、剛性扶正器等研究,目前還不 能有效解決水平段摩阻大、托壓等問題 []   。 在水平井滑動鉆進時,摩擦力對軸向載荷的影 響急劇增加。為了在井斜段和水平段保持軸向載 荷,必須采用有效的措施來降低摩擦力,方法之一是 采用水力振蕩器]       ,使鉆柱在軸線方向上產生一定 頻率和振幅的蠕動,將靜摩擦力轉變為動摩擦力,減 少管柱與井壁之間的摩阻,防止托壓的產生。     1 結構及工作原理               水力振蕩器是以鉆井液作為動力源,將液體能     量轉變為高速旋轉的機械能,通過壓力控制機構將 高速旋轉的機械能轉變為高頻壓力脈沖。所產生的   壓力脈沖作用到工具的振動短接上,使其產生軸向 高頻蠕動。   水力振蕩器結構如圖1所示。在液力作用下動 力機構的葉輪高速旋轉,同時葉輪帶動閥門片旋轉。當閥門片垂直軸向方向時,閥門片將鉆井液通道關閉,產生**大壓降。閥門片繼續轉動**平行軸向方向時,鉆井液通道打開,流通面積**大,產生**小壓降。閥門片旋轉一周,鉆井液通道關閉2次,產生2次憋壓。閥門片在高速旋轉過程中,實現通道的打開、關閉,產生周期性壓力脈沖。

        3 特點
         
        1) 有效傳遞鉆壓。通過水力振蕩器的高頻振動,改變了只靠鉆具自身重力的加壓方式,鉆具在振動的同時有一定向前的沖擊力,使鉆壓能更有效地施加到鉆頭上,防止托壓的發生。轉變為動摩擦力,可以減?。罚担ァ福埃ツψ?,提高機械鉆速。
         
        3) 防止粘卡。由于水力振蕩器在工作時與井下鉆具保持振動,減小鉆具粘卡的發生。
         
        4) 保護鉆頭。在水平井鉆進時,由于鉆具的軸向振動,鉆壓可以緩慢地施加到鉆頭上,減小了鉆頭與井底的沖擊,延長鉆頭使用壽命。
         
        4 現場應用
         
        衛186-平142井是位于大慶采油八廠芳5-5區塊的油田開發井,該井設計井深2155m,水平段長
         
        529.58m。2012-12-18,研制的水力振蕩器在該井水平段進行了現場試驗,在提高鉆進速度和防托壓方面效果明顯。鉆具組合:PDC 鉆頭+1.25°螺桿+箭型止回閥+LWD+無磁加重鉆桿+水力振蕩器+18°斜坡鉆桿 ×93 根+ 加重鉆桿 ×36 根+鉆桿。
         
        2012-12-17,衛186-平142井鉆**1639m,
         
        斜88.7°,方位90°。在水平段下鉆前,水力振蕩器與近鉆頭定向儀器連接進行了井口測試,振動頻率為16Hz,振幅為 4mm,排量 30L/s,泵壓為 2
         
        MPa,并觀測與近鉆頭定向儀器信號無干擾。2012-12-18開始水平段鉆進,水力振蕩器連接在距鉆頭
         
        34m 處,鉆井泵排量 30~32L,泵壓 17~18,MPa 鉆井液密度1.22gcm 滑移鉆進時鉆壓控制在40~60kN,在1623~1626m 滑移鉆進3m,平均鉆時8.1min/m,機械鉆速提高113%,工具面穩定。在鉆進過程中,近鉆頭定向儀器信號傳輸穩定,未發生干擾現象。
         
        2012-12-28該井順利完鉆,完鉆井深2140m,
        使用水力振蕩器鉆進501m,累計工作時間96h,滑
         
        移鉆進36.77m,平均機械鉆速5.36m/h,鉆速提高54.9%,復合鉆進464.23m,平均機械鉆速13.76m,鉆速提高23%,托壓減?。玻啊矗埃耄?sup>,大幅提高了機械鉆速,減小托壓效果明顯。5 結論2) 減小摩阻,提高機械鉆速。水力振蕩器在井下帶動鉆具振動時,將鉆具與井壁間的靜摩擦力1) 水力振蕩器將鉆井液的能量轉變為機械能,實現軸向高頻率、小振幅往復運動,可以減小井下鉆具與井壁之間的摩阻,從而提高鉆井機械效率。
         
        2) 在水平井鉆進過程中,通過水力振蕩器的作用,可使鉆壓緩慢地施加到鉆頭上,減小鉆頭與井底的沖擊,提高鉆頭使用壽命。#p#分頁標題#e#
         
        3) 水力振蕩器在現場使用效果良好,滑移鉆
         


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