張傳榮
【摘要】減振增壓裝置是針對現(xiàn)有鉆井設(shè)備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點,提供一種既可以減少鉆柱振動,又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力,提高破巖效率,從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。減振增壓技術(shù)的使用,不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難,而且很好的起到了防斜打快的作用,大大縮短了鉆井周期,提高了鉆井速度。
【關(guān)鍵詞】鉆井技術(shù) 減振增壓技術(shù) 探討
某井是中國石化在勝利油田部署的一口重點實驗預(yù)探井,完鉆井深3390米,為了克服該區(qū)域地層傾角大、易斜、夾層多易憋跳等困難,采用減振增壓鉆井技術(shù),提高了大井眼鉆井速度,在同區(qū)塊中取得了較高的技術(shù)指標(biāo),創(chuàng)歷史新高,三開后進(jìn)行連續(xù)200米硬密閉取芯,并取得了圓滿成功。
該井實際井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下:
1減震增壓裝置的結(jié)構(gòu)及原理
鉆井工程中,影響破巖效率的主要因素是破巖工具和方法。實踐表明,提高鉆井過程中井底鉆頭噴嘴的射流能力,可以大大提高鉆頭的破巖效率及鉆井速度。但是,如果從地面增加鉆井液的壓力輸送給井底的鉆頭噴嘴,需要改變現(xiàn)有的設(shè)備和工藝,成本昂貴。
減振增壓裝置是針對現(xiàn)有鉆井設(shè)備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點,提供一種既可以減少鉆柱振動,又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力,提高破巖效率,從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。
減振增壓裝置包括上部轉(zhuǎn)換接頭、彈簧、中心軸、活塞軸、密封總成、增壓缸、高壓流道和下部轉(zhuǎn)換接頭,上部轉(zhuǎn)換接頭與彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸連成一體,中心軸與花鍵外筒相配合,可用于傳遞扭矩并允許中心軸可以上下活動,中心軸通過緊鎖螺母連接活塞軸。彈簧外筒、彈簧下封堵接頭、花鍵外筒和下部轉(zhuǎn)換接頭連成一體,彈簧的底端設(shè)有出水閥,出水閥連通高壓通道。
結(jié)構(gòu)圖如下:
本裝置上部為減振系統(tǒng),下部為鉆井液增加系統(tǒng),可整體連接在鉆柱和破巖鉆頭之間,實施鉆井時,由于鉆柱的縱向振動,鉆柱帶動上部轉(zhuǎn)換接頭、彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸一起上下運動,同時,彈簧外筒內(nèi)的彈簧通過壓縮和膨脹可保證彈簧外筒、增壓缸等不隨鉆柱上下運動,當(dāng)鉆柱向上運動時,帶動中心軸和活塞軸相對于增壓缸向上移動,增壓缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,吸入鉆井液。當(dāng)鉆柱向下運動時,帶動中心軸和活塞軸向下移動,壓縮增壓缸內(nèi)的鉆井液并使之增壓,增壓后的鉆井液通過出水閥進(jìn)入高壓流道,高壓流道也聯(lián)通某個鉆頭噴嘴的高壓管相連,從而產(chǎn)生高壓射流,輔助破碎巖石。
簡單的說就是當(dāng)鉆柱發(fā)生縱向振動時,帶動活塞軸相對于增壓缸產(chǎn)生往復(fù)運動,實現(xiàn)鉆井液在井下增壓。同時,通過彈簧和增壓缸內(nèi)的鉆井液吸收振動能量,穩(wěn)定鉆柱和井底鉆頭。
2減振增壓技術(shù)在鉆井中的應(yīng)用
為克服該區(qū)域底層傾角大、易斜、夾層多易憋跳等困難,通過與石油大學(xué)鉆井工程科研所合作,大膽嘗試減震增壓的新技術(shù),應(yīng)用于某井2200m-2910m井段,地層數(shù)據(jù)如下:
使用井下鉆柱減振增壓裝置的井段內(nèi),機械鉆速13.92m/h,在地層基本相同,鉆井參數(shù)亦基本一致的情況下,與鄰井對比,相當(dāng)于相同井段機械鉆速的兩倍。減振增壓技術(shù)的使用,不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難,而且很好的起到了防斜打快的作用,大大縮短了鉆井周期,提高了鉆井速度,僅用12天15小時就打完技套,創(chuàng)同區(qū)塊歷史新高。
3結(jié)束語
減振增壓裝置是針對現(xiàn)有鉆井設(shè)備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點,提供一種既可以減少鉆柱振動,又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力,提高破巖效率,從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。
減振增壓技術(shù)的使用,不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難,而且很好的起到了防斜打快的作用,大大縮短了鉆井周期,提高了鉆井速度。