垂直钻井

摘要： 随着油气钻探技术的发展,自动垂直钻井系统凭借其精准的井斜控制能力、有效释放钻压、大幅提高机械钻速等特点,有效地解决了在高陡构造、大倾角、深井等复杂地层中直井钻探及直井段的井斜控制问题。通过充分调研分析目前国内外10种典型自动垂直钻井系统的技术构成和应用概况,对比总结了各自的技术优劣势及适用性。相较于目前商业运用广泛的国外成熟系统,国内自动垂直钻井系统的发展已取得了进步,建议在机电设计、信号传输等方面逐步形成具有完全自主知识产权的关键核心技术。

摘要： 定向钻井技术是油气资源勘探开发的关键技术,同时也是开发地热资源和开展地质研究的重要途径.回顾和介绍了定向钻井技术的发展进程,调研了定向钻进工具(旋转导向钻井系统和垂直钻井系统)的发展情况,讨论了定向钻井技术面临的挑战.最后,对定向钻井技术进行了总结和展望.

摘要： 塔里木盆地博孜区块属于典型的山前高陡构造,地层倾角大、自然造斜能力强、防斜打直难,采用常规的防斜打直技术难以保证井斜控制效果.为此,分析了自动垂直钻井技术在博孜区块超深井的应用难点,针对博孜区块上部砾岩地层的井下钻具振动大、防斜打直难等情况,开展了减振优化、超深井信号传输和防斜打直工艺优化等方面的技术研究.BZ1501井一开198～417及565～1000 m井段应用了自动垂直钻井系统,两趟钻累计工作循环时间281 h,平均机械钻速2.43 m/h,井斜角0.2°,与该井应用常规钟摆钻具组合及BZ18井应用自动垂直钻井系统相比,工作寿命长,机械钻速快,井斜控制效果好.现场应用表明,超深井防斜打直钻井技术在塔里木博孜区块的钻井提速效果较好,可以在该区块推广应用.

摘要： 为解决永川页岩气区块钻井中的工程技术难题,文章根据第一轮勘探井施工过程中收集的大量实钻数据,分析了区块的地质特征,总结了提速工具的应用情况,优选了难钻地层的针对性钻头,优化了水平段的钻井技术。形成区块内的钻井关键工艺:①陆相地层易斜,使用垂直钻井工具能有效保证井身质量,同时能够提高机械钻速;②须家河组及龙潭组-石牛栏组等地层可钻性差,通过优选针对特定地层的个性化PDC钻头,能够增加单趟钻的进尺和提高机械钻速;③对三开钻井情况分析,总结出了常规定向工艺与旋转导向工艺的最佳结合方式。与此同时,针对钻井过程中依然存在的问题,提出永川区块页岩气后续发展的建议。

摘要： 针对复合高层位坚硬顶板所产生的工作面及巷道强矿压问题,传统的井下水力压裂及爆破切顶卸压等技术难以达到预期效果.基于马道头矿8106工作面顶底板岩层赋存条件,结合地面垂直钻井水力压裂技术,对压裂目标层、钻井位置及井身结构等进行具体参数设计并在现场实际应用.应用结果表明,地面水力压裂效果显著,工作面及巷道强矿压现象得到明显缓解.

摘要： 为有效解决库车山前井因高陡构造、高含砾石及地层各向异性导致的井斜控制难、钻头涡动及钻具黏滑问题,塔里木油田在克深A井盐上高含砾石地层康村组、吉迪克组应用了"垂直钻井工具+等壁厚螺杆"提速钻具组合.优选了适用于库车山前地区的输出功率高、性能稳定、处理复杂能力强的螺杆钻具,并通过钻柱力学及水力学优化设计解决了与垂直钻井工具的配套问题,实钻过程可用钻压高、扭矩平稳、机械钻速快,能够有效控制井斜并改善钻头涡动、钻具黏滑等非正常钻进状态,达到了解放钻压、保护钻头和提高破岩效率的目的,相比邻井同层位同井段机械钻速、单趟钻进尺分别有75％～262％、51％～134％的提高.验证了"垂直钻井工具+等壁厚螺杆"钻具组合在库车山前高陡含砾地层的提速应用可行性,可在库车山前井盐上地层规模推广使用.

摘要： 针对川西二叠系超深风险井永胜1井在钻探中存在地质条件异常复杂、上部陆相地层软硬交错、易发生井斜超标、可钻性差,海相地层高温高压、含硫化氢等难题,优化必封点位置,设计井身结构为四开备五开;配套采用复合钻井、垂直钻井等提速工艺;优选高效钻头,优化深部井段钻井液体系和性能.实钻结果表明,永胜1井钻井工程设计科学合理,全井钻井周期356.45 d,平均机械钻速2.39 m/h,创川西地区钻达6 000 m井深的最快纪录.该井顺利完钻也为川西地区7 000 m超深井钻井积累了宝贵经验.

摘要： 实时测量钻头附近的井眼姿态参数,即井斜角、工具面角和方位角,是旋转导向钻井的关键技术.传统坐标系在垂直钻井时传感器的输出信号幅值小,导致钻头会偏离垂直井眼轨迹.本文提出一种增加两轴构成一个五轴坐标系的方法,来提高传感器的输出信号的幅值.经过仿真实验表明,五轴坐标系在垂直钻井时传感器的输出信号幅值会提高到其最大值的0.7071倍,从而提高了姿态参数的测量精度.

摘要： 目的:研究矿山垂直钻井救援通道施工关键技术,矿难发生时通过钻井技术建立救援通道将被困人员安全从井下提升到地面.方法:分析总结矿山垂直钻井救生救援通道施工特点,应用机械设计与钻进工艺方法,研制了矿山大口径快速钻进用JFKQΦ850/5-Φ254集束式反井气动潜孔锤、JZQΦ850/4-Φ254集束式正循环气动潜孔锤、JFQ中850/5-中203集束式反循环气动潜孔锤钻头、矿山多用途大口径钻孔井壁管安装装置.研究了救援通道施工钻进工艺和成井技术.结果:研究建立了一套矿山垂直钻井救援通道施工技术,完成了国产化、系列化新产品,获得了4项授权专利.结论:对矿山大口径钻孔施工技术起到一定的推动作用,引领了行业技术发展,为我国矿山垂直钻井救生救援通道施工提供技术支撑.

摘要： 渤海钻探工程公司研制的BH-VDT垂直钻井系统已在新疆塔里木油田进行了数年的现场应用,在多个区块都有成功应用的先例.克深504井位于克深区带克深5号构造上,地质结构复杂、地层倾角大、地质断层,钻井难度系数大.造成在克深区带克深5号构造上的几口井钻进过程中遇到同样问题的原因是在该地层钻进时选用的钻头类型不合适。BH-VDT垂直钻井系统在克深504井的应用是BH-VDT系统在克深区带克深5号构造区块的首次应用，说明BH-VDT垂直钻井系统满足在该地区的垂直钻进使用要求，为在克深区带克深5号构造区块的垂直钻井技术积累了经验。BH-VDT垂直钻井系统首次在克深504井使用单扶正器的钻具组合，并且井斜控制达到工程设计要求，证明了这种钻具组合的可行性，并为BH-VDT垂直钻井技术应用积累了经验。

摘要： 供电和信号上传系统是BH-VDT5000垂直钻井系统的重要组成部分,担负着为整个系统供电和接收脉冲触发信号,并发射脉冲的使命.研究人员根据原垂直钻井系统在供电和信号上传方面存在的问题,从电路和机械设计两方面着手研究,经历了近4年的时间,经过反复的设计、试验,终于在2010年研发、制造出了有自主知识产权的新型供电和信号上传系统,并顺利通过了室内和现场测试.到目前为止,在塔里木油田的克深3和克深203井进行了876.68h的现场应用,供电和信号传输稳定,现场应用获得成功,证明了新型供电和信号上传系统能够满足BH-VDT5000垂直钻井系统的需要.

摘要： 吐哈盆地北部山前构造地层倾角大，岩性多变，砂岩、砂砾岩、泥岩互层，从近几年钻井情况看，井斜超标非常明显。采用被动防斜技术“钟摆钻具吊打”受其内在力学性质影响，无法实现防斜与打快的目的。而POWER-V垂直钻井系统在钻进过程中会自动追踪井斜变化，自动设定和调整工具侧向力，使井眼轨迹快速返回垂直状态。在高陡构造地层钻进中，可以有效地解决防斜和强化钻井参数打快之间的矛盾。针对吐哈山前高陡构造的井斜规律及Power-V垂直钻井的特点，通过优化垂直钻井技术应用井段，在北部山前带柯21-5井、柯28井、恰4井进行了三口井应用，证实了其在有效控制井身质量的同时，可大幅度地提高钻井速度。

摘要： 在钻井过程中，有效实现高陡地层的防斜打快是一个普遍存在的技术性难题。传统的防斜纠斜方法，大多以牺牲钻压、降低机械钻速为代价，防纠斜效果不明显，因此具有较多弊端。Φ311垂直钻井系统是克拉玛依钻井工艺研究院历时多年研制成功的井下工具，是机、电、液一体化的井下智能自动垂直钻井系统。该系统已在新疆油田成功应用两井次。试验结果表明，该系统各项指标均达到设计要求，满足了高陡易斜难钻地层防斜打快的技术要求。本文主要对该垂直钻井系统的结构、工作原理、配套技术及现场应用等情况进行论述。

摘要： 为解决永川页岩气区块钻井中的工程技术难题,文章根据第一轮勘探井施工过程中收集的大量实钻数据,分析了区块的地质特征,总结了提速工具的应用情况,优选了难钻地层的针对性钻头,优化了水平段的钻井技术.形成区块内的钻井关键工艺:①陆相地层易斜,使用垂直钻井工具能有效保证井身质量,同时能够提高机械钻速;②须家河组及龙潭组-石牛栏组等地层可钻性差,通过优选针对特定地层的个性化PDC钻头,能够增加单趟钻的进尺和提高机械钻速;③对三开钻井情况分析,总结出了常规定向工艺与旋转导向工艺的最佳结合方式.与此同时,针对钻井过程中依然存在的问题,提出了永川区块页岩气后续发展的建议.

摘要： 针对川南永川海相页岩储藏平均井深4000m、岩性致密、可钻性极差、多套压力系统并存等工程地质难点,以深层水平井提速为目标,优化三开制井身结构,对复合钻井、垂直钻井以及旋转导向等关键技术进行应用研究,复合钻井同比提高80-639.7％,垂直钻井提高242-464％、空气钻井提高2.7倍,旋转导向钻井提高57％;各开次优选钻头钻速,有效进尺提高50％,提速52.7-165.8％,缩短钻井周期50％以上.现场应用表明,集成技术应用后同比邻井相同井深,平均钻速提高105.5％,节约钻井周期88.4天,综合节约近2000万元.

摘要： 随着国内外油藏开发从浅层钻探转向深层钻探,井斜问题日益突出.目前,由于条件所限,井下液压系统一般采用电池供电,其功率有限,难以提供持久的液压纠斜动力;其次,井下特殊工况会导致液压油体积改变,造成液压油与液压系统密封容腔不匹配,出现压力异常;另外,按地面环境设计规范制造的液压密封在井下工作时会出现密封失效现象.本项目针对井下纠斜液压系统进行理论与实验研究,解决井下纠斜液压动力源稳定供给问题,研制运行可靠的井下液压系统压力自动补偿装置,研究表面形貌、环境条件对液压密封的影响,制定科学的井下液压静、动密封设计规范.

摘要： 阿克莫木气田目前处于勘探评价阶段，阿克101井是部署在塔里木盆地西南坳陷喀什凹陷北缘阿克莫木构造带中部的1口评价井,其地质条件极为复杂,上部为高陡地层,富含砾石,胶结性差,漏失严重;中部古近系、白垩系东巴组有大段膏岩、泥膏岩、膏泥岩等,易吸水膨胀而出现缩径、掉块、坍塌及卡钻等井下事故.阿克101井钻探目的层为下白垩统克孜勒苏群砂岩.由于地层岩性复杂,施工难度大,在易漏地层和盐膏层施工中，要及时调整钻井施工参数。采用Power-V垂直钻井技术，可以有效的控制直井段井身质量，提高机械钻速。套管程序的选择上，应在盐膏层井段下入无接箍厚壁组合套管，可以防止盐膏层蠕动挤坏套管。采用随钻防漏堵漏、欠饱和盐水钻井液体系、合理的钻井液密度等技术保证了顺利完钻。欠饱和盐水钻井液性能稳定，易于维护，有效地抑制了泥、膏岩吸水膨胀而造成的缩径、卡钻等井下复杂情况。

摘要： 本发明涉及一种推靠装置，用于安装在垂直钻井工具上，包括：具有中空长方体结构的本体；安装在所述推靠本体内且套设在所述垂直钻井工具的芯轴上的矩形缸套，所述缸套的第一对侧壁与所述本体的相应外壁共同限定了一对活塞腔；以及安装在各个所述活塞腔中的活塞，所述活塞能够在来自所述垂直钻井工具的芯轴的钻井液的作用下径向运动，以便推靠井壁，其中，所述推靠本体包括一对径向相对的肋板，以及与所述活塞相连的一对径向相对的推靠翼肋，径向相对的所述推靠翼肋通过肋板相互连接而形成互锁结构，所述肋板能够在所述缸套的第二对侧壁上滑动，以使一对径向相对的所述推靠翼肋沿相同方向运动。

摘要： 本发明提供一种智能垂直钻井系统及钻井方法，属于石油工程领域，所述智能垂直钻井系统包括包括依次连接的上部钻具、柔性短节、智能垂直钻井工具、中部钻具单元、扶正器和钻头，所述智能垂直钻井工具远离钻头设置且智能垂直钻井工具上设置有推力体，所述推力体具有伸缩功能，所述智能垂直钻井工具能够利用重力来判断井斜情况，从而控制推力体伸缩来施加推靠力，当存在井斜时，智能垂直钻井工具的推力体输出指向井眼低边的推靠力，利用扶正器作为支点，将推靠力施加给钻头，从而使得钻头承受指向井眼低边的力，产生下井壁切削，从而降斜，达到了提高防斜打直效果、延长垂直钻井系统工作寿命及垂钻技术再提速的三重目标。

摘要： 本发明涉及一种推靠装置，用于安装在垂直钻井工具上，包括：具有中空长方体结构的本体；安装在所述推靠本体内且套设在所述垂直钻井工具的芯轴上的矩形缸套，所述缸套的第一对侧壁与所述本体的相应外壁共同限定了一对活塞腔；以及安装在各个所述活塞腔中的活塞，所述活塞能够在来自所述垂直钻井工具的芯轴的钻井液的作用下径向运动，以便推靠井壁。

摘要： 本申请公开了一种推靠式旋转导向钻井系统和推靠式旋转导向垂直钻井系统及支撑翼肋，支撑翼肋包括翼肋基体和强化耐磨层，其中，强化耐磨层设于翼肋基体上，翼肋基体包括跟部、过渡部、支撑部、引导部和趾部五部分，其中，跟部、过渡部、支撑部、引导部和趾部沿翼肋基体的轴线方向依次设置，且至少支撑部和引导部上设有强化耐磨层。上述支撑翼肋通过在翼肋基体上增设强化耐磨层可以提高支撑翼肋的强度和耐磨性，这样一来，在钻井过程中，可以提升支撑翼肋与井壁的接触面强度和耐磨性，从而可以提高支撑翼肋的使用寿命，进而提高旋转导向钻井的造斜率，防止卡钻风险，以更好地满足旋转导向钻井系统高造斜率、高可靠性和长工作寿命的需求。

摘要： 本发明提供一种智能垂直钻井系统及钻井方法，属于石油工程领域，所述智能垂直钻井系统包括包括依次连接的上部钻具、柔性短节、智能垂直钻井工具、中部钻具单元、扶正器和钻头，所述智能垂直钻井工具远离钻头设置且智能垂直钻井工具上设置有推力体，所述推力体具有伸缩功能，所述智能垂直钻井工具能够利用重力来判断井斜情况，从而控制推力体伸缩来施加推靠力，当存在井斜时，智能垂直钻井工具的推力体输出指向井眼低边的推靠力，利用扶正器作为支点，将推靠力施加给钻头，从而使得钻头承受指向井眼低边的力，产生下井壁切削，从而降斜，达到了提高防斜打直效果、延长垂直钻井系统工作寿命及垂钻技术再提速的三重目标。

摘要： 一种适用于气体钻井的分流式自动垂直钻井工具，是一种用于油气井钻井工程的防斜钻井工具，由上接头、壳体、下接头、心管、调整垫片、承轴、挡板、配重、导流器、分流器及阀门几大部分组成，其特征是：上接头、壳体及下接头螺纹联接，调整垫片、承轴、挡板、配重及导流器串于心管上，分流器螺钉固定于心管内，阀门固定壳体上。本分流式自动垂直钻井工适用范围广，更换阀门可以调节喷射直径，以此调节喷射气流流产生的反作用力；操作方便，采用重力感应井斜原理进行自动感应及自动纠斜，不需增加任何操作；结构简单、稳定性好，采用机械式结构，使用过程中性能发挥稳定，工作寿命长。

摘要： 本发明涉及一种垂直钻井过程中提高钻井效率和收集裸井眼信息的钻具组合设计方法。所述钻具组合结构自上而下包括信息存储短节、旁通阀总成、防掉总成、马达总成、万向轴总成、传动轴总成，所述螺杆钻具在其传动轴总成自上而下设置有机械推靠式垂钻短节、液动冲击装置、传动总成；所述钻具组合结构中信息存储短节、旁通阀总成、放掉总成、马达总成、万向轴总成、机械推靠垂钻总成、液动冲击装置、传动总成自上而下采用螺纹连接；放掉盘、放掉连杆、马达转子、万向轴上球铰接头依次采用螺纹连接；万向轴下球铰接头、过渡传中心轴、下接头自上而下通过螺纹连接。本发明集螺杆钻具、旋冲钻井、垂直钻井、随钻测井于一体，降低生产成本、提高钻井效率。

摘要： 本发明公开了一种机械式水力喷射导向垂直钻井系统，属于地质钻探的技术领域，包括钻头、机械导流单元和第二钻井液流道，所述第二钻井液流道设置在所述钻头和所述机械导流单元之间；所述钻头设置有若干喷嘴，所述喷嘴围绕钻头的轴线间隔布置，所述钻头内还设置有用于连通所述喷嘴和所述第二钻井液流道的第三钻井液流道；所述机械导流单元包括圆柱形的壳体以及设置在壳体内部的第一钻井液流道、第一出液口和偏重旋转部；所述偏重旋转部能够绕壳体的轴线自由旋转并带动第一出液口同步旋转；当壳体倾斜时，所述偏重旋转部在重力的作用下能够控制所述第一出液口的工具面角始终不变。本发明具有小体积、高可靠性的优点。

摘要： 一种适用于气体钻井的分流式自动垂直钻井工具，是一种用于油气井钻井工程的防斜钻井工具，由上接头、壳体、下接头、心管、调整垫片、承轴、挡板、配重、导流器、分流器及阀门几大部分组成，其特征是：上接头、壳体及下接头螺纹联接，调整垫片、承轴、挡板、配重及导流器串于心管上，分流器螺钉固定于心管内，阀门固定壳体上。本分流式自动垂直钻井工适用范围广，更换阀门可以调节喷射直径，以此调节喷射气流流产生的反作用力；操作方便，采用重力感应井斜原理进行自动感应及自动纠斜，不需增加任何操作；结构简单、稳定性好，采用机械式结构，使用过程中性能发挥稳定，工作寿命长。

摘要： 本实用新型是一种机电一体化自动垂直钻井工具，包括上下螺纹固定连接的上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体形成的内腔从上至下依次设有上动力单元、上支撑单元、测控及下动力单元、中支撑单元、偏重块、下支撑单元和执行单元。所述的一种机电一体化自动垂直钻井工具与传统机、电、液压结合的自动垂直钻井工具比较，不需要控制系统完成把工具面角控制在井高边的功能，大大简化了控制系统的软硬件；所述的一种机电一体化自动垂直钻井工具可通过工具的自主式制导，完成近钻头处井深轨迹的井斜角、工具面角的测量、垂直井眼的自主纠斜与稳直，具有可靠性高、成本低、实用性强的优点。