顶驱钻机用不压井起下钻装置的实验研究

摘要

不压井起下钻装置是全过程欠平衡钻井的一项关键装备,原理是井口带压条件下,利用游动卡瓦与固定卡瓦的反复卡紧、松开,实现钻柱的安全提升和下放,但该装备安装和拆卸工序繁琐、操作时间长,工序复杂。为便于安装和拆卸、简化操作程序、提高不压井起下钻的效率,设计了一种在顶驱条件下的新型不压井起下钻装置。该装置安装在旋转防喷器壳体之上,在起下钻时利用顶驱的自重克服钻具的上顶力,上卸扣时依靠该装置卡瓦卡住钻具防止上顶,交互使用实现不压井起下钻的目的。开展的数值模拟与室内实验研究表明,该装置操作简便,抗上顶力15 t,在井口带压5 MPa,钻具不会发生屈曲失效,安全性能可靠。研制出的顶驱钻机用不压井起下钻装置将为全过程欠平衡钻井应用提供另一种经济、有效的装备,具有良好的推广应用前景。