油气勘探钻井用液动射流式冲击器的研究与应用

冲击回转钻进技术是当前解决硬岩进难题最有效的方法之一,将液动冲击回转钻进技术成功地推广应用于油气田勘探钻井中,预期可使硬岩平均钻进效率提高３０％－５０％,成本下降１５％－２０％。笔者就液动射流式冲击器应用于石油钻井的可行性和意义进行了较详细的分析论证,对所设计的石油钻井用液动射流式冲击器的结构和工作原理进行了说明,最后总结了生产性试验中存在的问题,提出了进一步改进的方案。     

液动射流式冲击器性能参数影响规律的研究

本文根据计算与模拟实验资料,分析了液动射流式冲击器的泵量、泵压、冲锤质量、冲击行程等,对冲击器性能参数的影响规律、电算模拟数据绘制了相应的影响规律曲线,其结果与室内模拟实验的结果吻合,为冲击器的设计与使用提供了依据。      

增大液动射流式冲击器单次冲击功的试验研究

:试验结果发现 ,当行程加大时 ,获得较高的冲锤末速度 (5 .43m/s) ,单次冲击功 34 6 .45J。当活塞运动所需瞬时流量已大大超过了水泵供水的供给量时 ,冲击器仍能稳定地工作 ,这体现了射流冲击器作为一开放的系统所特有的流量可自动补偿的优点。射流冲击器对负载的适应能力较高 ,且在大行程条件下 ,增加锤重可较大幅度地提高单次冲击功。     

基于CFD的高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性研究

通过计算流体动力学分析与实验室测试,对SC-86H型高能射流式液动冲击器活塞与缸体密封特性进行研究,分析了活塞密封段长度、环状间隙尺寸、活塞往复运动速度、角速度以及活塞外表面螺旋槽螺距与半径等参数对射流式冲击器前后腔之间泄漏量的影响。结果表明:活塞密封段长度、环状间隙尺寸、角速度以及活塞表面螺旋槽螺距均对射流式液动冲击器性能影响较小;活塞运动速度与泄漏量近似成正比例关系;随着活塞螺旋槽半径的增大,泄漏量会明显增大。活塞回程与冲程初期阶段,活塞运动速度较小,活塞处瞬时泄漏量占进入缸体前后腔流体流量的比例较大,使活塞无法快速加速运动,尤其是当活塞杆直径较大时,回程阶段泄漏量对活塞运动的影响更显著,导致冲击器工作性能大幅下降,甚至无法工作。     

高能射流式液动锤在赵固一矿井 下穿层注浆钻孔中的应用

井下定向钻进是实现煤矿瓦斯高效抽采和防治底板突水的重要途径,多采用回转钻进的方法,钻遇硬岩地层时,钻进效率低、钻孔周期长、成本高,严重影响了井下瓦斯抽放钻孔等的工程进度及成孔质量。赵固一矿井下灰岩地层钻进试验结果表明,使用SC86H型高能射流式液动锤实施冲击回转钻进,通过合理控制泵压、转速和钻压,钻进效率较常规PDC钻头回转钻进提高了3倍,节约了钻进成本。     

液动射流式冲击器应用于超深井的模拟试验

联邦德国为了钻一口14000～15000m超深井,拟选用我国发明的射流式冲击器与绳索取心相结合的钻具系统。为了证实钻具在深井应用的可能性,在高压釜内进行了模拟试验,结果在围压达400×10~5Pa的情况下仍能正常工作。此成果受到西德大陆深钻计划委员会(KTB)的关注。     

XN60—1型无簧液动冲击器的试用

XN60—1型无簧波动冲击器采取阀式双作用形式,结构件少、加工简单、操作启动容易、效率高,经6个矿区、23个钻孔试验,技术经济效果显著,不失为一种适合金刚石钻进的先进钻具。     

DGSC—203型液动射流冲击器在地热井的试验

介绍了新研制的DGSC－203石油钻井液动射液冲击器的性能参数及结构设计上的创新点，测试所获得的排量与压降之间的关系曲线可指导冲击器的使用。生产性试验证明该冲击器工作稳定，可大幅度提高硬地层钻井效率，克服钻柱振动，延长钻柱的使用寿命，具有良好应用前景。     

射流式液动锤回转冲击孕镶金刚石钻头钻进的实践与分析

金刚石本身力学性质、金刚石钻头结构特点及射流式液动锤冲击力特点决定了射流式液动锤带金刚石钻头进行冲击回转钻进是可行的。经射流式液动锤在科学钻探主孔先导孔中的应用实践，证明了由于液动锤冲击动载作用钻头底唇面与岩面微量问隙有规律地变化，改善钻头金刚石颗粒受力状况、碎岩状态，提高钻头金刚石颗粒切入深度，改善胎体磨损状况、钻头冷却，成倍地提高了榴辉岩、片麻岩等坚硬地层中钻进回次进尺、机械钻速及钻头平均寿命。     

平顶山北地热示范区PBR01井钻探施工实践

PBR01井是河南省有色金属地质矿产局在平顶山北组织实施的一口地热勘查示范井。完井深度2248.56 m,终孔直径216 mm。施工过程中遇到涌水、漏失、坍塌掉块、水敏失稳造浆等复杂地层及岩心采取率低等问题。本文从地层情况、井身结构设计、钻井工艺技术等方面介绍了该井的施工情况,总结取得的成果。通过采用改善钻井液性能、工艺堵漏、改进坚硬地层取心工艺、平衡法固井等措施解决施工中遇到的难题,为今后该地区中深部地热钻探积累一定的经验和技术。     

高温硬岩空气潜孔锤钻头设计

干热岩试验性开发井钻井施工,在高温硬岩的地层条件下,如何实现高效钻进仍存在很多技术难点。空气潜孔锤钻进技术是解决硬岩地层钻进的有效方法之一,潜孔锤钻头是空气潜孔锤钻进的关键器具。根据青海共和干热岩GH-01井空气潜孔锤钻进技术应用情况,分析探讨了空气潜孔锤钻头断齿、掉齿、磨损严重、使用寿命短等问题,从钻头结构设计、钻头材料选取、钻头冷压固齿工艺等几个方面对空气潜孔锤钻头进行了优化。固齿优化过程中采用有限元分析方法,对钻头冷压固齿过盈量进行仿真分析计算,根据分析计算结果确定最优固齿过盈量。通过对潜孔锤钻头结构、材料、加工等优化,为适用于高温硬岩的空气潜孔锤钻头研制提供了借鉴。为提高空气潜孔锤钻进综合效率,为干热岩钻探开发提供了技术支持和技术储备。     

四川省宣汉县钾盐普查ZK001参数井钻井施工技术

以四川省宣汉县黄金口钾盐普查ZK001井钻探工程为背景,从井身结构、钻具组合、钻井液工艺、取心技术、井斜控制、深部抽水试验等方面,总结研究了钾盐参数井的钻井施工技术。针对施工过程中超长裸眼段钻进、井漏、长段膏盐层钻进等技术难题,通过优化钻具组合,调整钻井液性能,随钻堵漏等措施,工程得以顺利完成。