定向钻井

摘要： 涪陵页岩气田长水平段水平井钻井施工中面临着轨迹调整频繁、摩阻扭矩大、定向钻井托压等技术难题和挑战。涡轮式水力振荡器通过机械振动将滑动钻进时钻柱与井壁的静摩擦转变为动摩擦,取得了良好的降摩减阻效果,大幅提高长水平段一趟钻完钻成功率。介绍涡轮式水力振荡器结构及其降摩减阻机理,开展结构及性能专项优化,分析涪陵地区该水力振荡器的应用情况,对下一阶段该水力振荡器在涪陵页岩气田中的推广应用提出建议。

摘要： 针对自然曲线模型复杂度较高,无解析解,需要求解复杂的隐式方程,容易遇到迭代发散的问题,重点探讨两种约束条件下的自然曲线反演求解算法,设计了稳定的迭代求解流程,并根据坐标增量求解新的井斜角,通过迭代计算快速确定最终结果。为确保计算过程的稳定性和计算结果的可靠性,计算过程中针对模型求解过程中可能出现的除以零的特殊情况,在特殊临域内采用极限值代替数值计算。将该算法的计算结果与国外知名的商业软件计算结果进行对比,评价计算的精度。结果表明:对于定点问题,该算法在相同条件下,计算结果与约束条件误差为2.0×10^(-5),商业软件的误差为1.13×10^(-3);对于垂深对齐问题,该算法和商业软件在1.0×10^(-5)精度范围内无误差,精度一致。

摘要： 作为新时期发展过程当中最为有效的避免井下事故,恢复老井产能的技术手段之一,超深超小井眼定向钻井技术能够适应油价下降背景下的低成本发展需求,相较于新兴钻井技术来讲具有着更加良好的节能环保优势,但是该技术应用中,基于技术装备不配套以及作业风险大等众多问题亟待解决,本文将全面结合我国现阶段的超深超小井眼定向钻井技术的实际应用情况进行研究分析,从而进一步对该技术未来发展总结相应建议。

摘要： 2022年5月17日,中国科学院智能导钻先导专项自主研发的高速率随钻测量系统在长庆油田盐38-40生产井成功完成实钻定向作业,实现了12 bit/s国内传输速率重大技术突破。随钻测量系统是在钻井过程中将井下传感器数据实时传输至地面解码及监控的系统。现场工程师可根据获得的井眼数据及时做出决策,调整井眼方向并使其轨迹始终在油藏中穿行。高速率随钻测量系统是旋转导向系统关键且难以攻克的技术,其传输速率指标直接决定了井下随钻仪器可实时上传测井曲线的数量以及允许的最高钻进速度。作为定向钻井行业核心“卡脖子”技术之一,实现“5G”钻井液脉冲传输速率一直是国际随钻测井技术研究领域的制高点之一。

摘要： 随着同一井台井数的增加,井口间的距离越来越小,定向钻井工程对井眼防碰技术的要求越来越高。为高效地实现邻井防碰,根据已钻井井下管柱周围空间的磁场分布规律,研制了兼具测距和测斜2种功能的随钻磁测距防碰系统样机,进行了样机的地面磁测距过程模拟试验和现场试验。地面模拟试验结果表明,邻井间距小于等于15.31 m时,探管到套管径向距离的计算误差小于±4%,方向计算误差小于±4°。现场试验结果表明,随钻磁测距防碰系统测距计算结果可靠,能够用于丛式井防碰作业。研究结果可为邻井防碰技术研究提供参考。

摘要： 河南省地勘队伍自2003年开展煤层气钻井施工以来,积极开展技术创新研究,先后研发了大直径绳索取心机具、射流式扩孔掏穴器等专用器具,率先开展了煤层气参数井、水平井、采动井、穿采空井等施工技术研究和实践,形成了涵盖各类煤层气井型的钻井施工技术体系,积累了丰富的实战经验,促进了我国煤层气产业的发展。本文在总结了河南地勘单位在煤层气钻井技术方面取得的成果的基础上,结合国内煤层气开发深度逐渐增加、采空区覆盖面积逐渐增大、构造煤煤层气未实现突破等行业发展需求,提出了开展高效煤层气水平井钻井技术、气动定向钻井技术及构造煤开发钻井关键技术等方面研究的建议。

摘要： 全面总结了中国地质科学院勘探技术研究所"十三五"期间在定向钻井技术及仪器、深部钻探技术与装备、海洋钻探技术与装备等方面取得的重要成果,主要包括:创新突破定向水平井钻井及中靶技术,助力海域天然气水合物第二轮试采实现了从"探索性试采"向"试验性试采"的重大跨越;牵头实施完成"松科二井"重大科学钻探工程,实现了理论、技术、工程、装备的重大突破;成功研发了首套国产深海井口吸力锚,解决了深海浅软地层井口支撑力不足的难题.同时,分析了目前存在的问题,并结合当前所面临的挑战,对"十四五"期间的业务发展进行了展望.

摘要： 地裂缝类型多样,灾害严重。根据主导因素及动力类型,将地裂缝分为构造地裂缝和非构造地裂缝两大类和16个类别;基于地裂缝的工程地质特征、水文地质特征和活动特征,认为地面沉降区构造地裂缝发生超常活动的本质原因是地裂缝错断了含水层,在过量抽取地下水时地裂缝两侧形成明显的水头差,产生不均匀压缩,从而导致地表发生较大的差异沉降;提出了采用定向钻井打通被错断含水层以实现地裂缝两侧水位自然平衡的地面沉降区构造地裂缝防控方法——通水调压控裂法(CABHP),该方法可以有效控制地面沉降区的构造地裂缝活动,避免大量土地资源浪费和灾害损失。

摘要： 导致井眼轨迹测量误差的误差源个数多、校正难度大,为了提高井眼轨迹测量精度,需要辨识其中的主要误差源.通过介绍目前井眼轨迹测量误差计算模型考虑的误差源,探讨计算各误差源对协方差矩阵特征值、误差椭球半轴长、误差椭球体积或表面积贡献率的模型,推荐通过计算某个误差源对误差椭球体积的贡献率,来分析该误差源对井眼轨迹测量误差的贡献率;并以各误差源对井眼轨迹测量误差的贡献率为判据,提出了井眼轨迹测量主要误差源的辨识方法.算例表明,直井段的主要误差源为工具X/Y轴的错位误差、井深测量的随机参考误差和刻度误差,斜井段的主要误差源为错位误差、磁干扰误差、恒定的磁偏角误差、井深测量的刻度误差和伸缩类型误差,水平井段的主要误差源为底部钻具组合下垂误差、磁干扰误差、恒定的磁偏角误差和井深测量伸缩类型误差.在水平井钻井工程中,针对主要误差源,减少磁干扰误差、恒定的磁偏角误差、井深测量误差和错位误差,才能有效减小井眼轨迹的测量误差.

摘要： 定向井钻井是当前国内油田开发油气期间常用的技术手段,也是一项有效提升油气开采数量和开采效率的技术,对于石油化工行业的资源开发具有积极意义.轨迹控制是定向钻井过程中的难点也是影响油气开发能力进一步提升的关键技术,实际钻井过程中往往会因设计精度不足而无法精确绕过各类障碍物或者因施工技术不到位而引发实际轨迹与设计轨迹不符问题.为此,油气开发企业需要积极优化钻井轨迹的设计精度,提升直井段、造斜段以及稳斜段等各钻井环节的施工技术水平,推动定向钻井能力的进一步提升.

摘要： 顺北油田是中石化勘探开发的重点区域,该油田多采用超深中短半径水平井的钻井方式以提高单井产能、提高采收率和降低开发成本.由于该油田储层埋深超深(垂深在7500m以上),定向钻进井眼尺寸小(120.65mm或149.2mm),导致该油田定向施工过程中存在一系列技术难点.通过井身结构定向钻进适应性评价,推荐了适合定向钻进的井身结构优化方案;优化形成“高+低”双增轨道设计剖面,以提高复合比例,减少起下钻趟数;利用了螺杆动力钻具造斜能力预测模型,结合各定向井段的设计要求,优选了螺杆钻具;.通过上述研究,形成了超深小井眼短半径水平井钻井技术方案.采用该技术方案的顺北1-8H井定向钻进进尺369.48m,平均钻速3.43m/h,较同区提高21.2％;施工周期11.91d,较设计节约4.08d,提前25.56％,较邻井缩短44.99％.

摘要： 定向钻井对接连通技术在水溶开采中的成功引用,使得井矿盐开采技术实现了飞跃性发展,但也存在一些不足.而通过开发应用定向溶盐新技术则可在新井保护井筒增采率、老井升含挖潜力、保护顶板防漏失、浅层开采防塌陷、难溶矿体同步开采、溶腔制作与修复等方面产生巨大的作用,使得水溶开采工艺再次发生跃升性进步.

摘要： 设计多种定向钻井用冲击器水平摩擦副材料结构,开展水平定向钻井用导向滑块磨损特性研究,并采用ANSYS进行有限元数值模拟,以设计合理的水平导向滑块,提高冲击钻具寿命.结果表明,水平导向滑块磨损率受锤重、摩擦系数与往复运动速度的影响,且磨损率随锤重与摩擦系数呈近指数增长.锤重为100kg时,导向滑块最大磨损率为7.5‰;当水平摩擦副材料摩擦系数超过0.3时,水平导向滑块磨损率最大达17％.

摘要： 针对定向滑动时摩阻大钻速低的技术难题,提出一种滑动定向钻进时可旋转钻柱的机械工具RSD(Rotary Slide Drilling).通过建BHA的扭转动力学模型,研究分析了RSD对于工具面的影响规律,揭示了工作机理.基于定向工艺要求,设计了基于地面可控的机械结构,实现了RSD的功能.开关结构利用钻井液开关控制,简便可靠,操作时间短.设计的扭矩产生结构可通过钻压调节扭矩,能够平衡螺杆钻具反扭矩.加工完成了原理样机一套,并进行了室内测试,达到设计指标.

摘要： 针对定向滑动时摩阻大钻速低的技术难题,提出一种滑动定向钻进时可旋转钻柱的机械工具RSD(Rotary Slide Drilling).通过建BHA的扭转动力学模型,研究分析了RSD对于工具面的影响规律,揭示了工作机理.基于定向工艺要求,设计了基于地面可控的机械结构,实现了RSD的功能.开关结构利用钻井液开关控制,简便可靠,操作时间短.设计的扭矩产生结构可通过钻压调节扭矩,能够平衡螺杆钻具反扭矩.加工完成了原理样机一套,并进行了室内测试,达到设计指标.

摘要： 针对定向滑动时摩阻大钻速低的技术难题,提出一种滑动定向钻进时可旋转钻柱的机械工具RSD(Rotary Slide Drilling).通过建BHA的扭转动力学模型,研究分析了RSD对于工具面的影响规律,揭示了工作机理.基于定向工艺要求,设计了基于地面可控的机械结构,实现了RSD的功能.开关结构利用钻井液开关控制,简便可靠,操作时间短.设计的扭矩产生结构可通过钻压调节扭矩,能够平衡螺杆钻具反扭矩.加工完成了原理样机一套,并进行了室内测试,达到设计指标.

摘要： 针对定向滑动时摩阻大钻速低的技术难题,提出一种滑动定向钻进时可旋转钻柱的机械工具RSD(Rotary Slide Drilling).通过建BHA的扭转动力学模型,研究分析了RSD对于工具面的影响规律,揭示了工作机理.基于定向工艺要求,设计了基于地面可控的机械结构,实现了RSD的功能.开关结构利用钻井液开关控制,简便可靠,操作时间短.设计的扭矩产生结构可通过钻压调节扭矩,能够平衡螺杆钻具反扭矩.加工完成了原理样机一套,并进行了室内测试,达到设计指标.

摘要： 本文针对现有膨胀波纹管技术在弯曲井眼中应用存在的难题,深入分析了弯曲井眼中不同因素对波纹管膨胀性能的影响规律;探究了缩短井眼准备时间、提高井眼质量的工具和方法;研发了自动焊接装置和端头整形装置,形成了缺陷检测和评价方法,提高了焊缝的可靠性和稳定性;配套了高强度机械膨胀工具和磨铣膨胀一体化工具.将研究成果在两口井中进行成功应用,为解决弯曲井眼中复杂地层提供了新的技术手段.

摘要： 本文针对现有膨胀波纹管技术在弯曲井眼中应用存在的难题,深入分析了弯曲井眼中不同因素对波纹管膨胀性能的影响规律;探究了缩短井眼准备时间、提高井眼质量的工具和方法;研发了自动焊接装置和端头整形装置,形成了缺陷检测和评价方法,提高了焊缝的可靠性和稳定性;配套了高强度机械膨胀工具和磨铣膨胀一体化工具.将研究成果在两口井中进行成功应用,为解决弯曲井眼中复杂地层提供了新的技术手段.

摘要： 本文针对现有膨胀波纹管技术在弯曲井眼中应用存在的难题,深入分析了弯曲井眼中不同因素对波纹管膨胀性能的影响规律;探究了缩短井眼准备时间、提高井眼质量的工具和方法;研发了自动焊接装置和端头整形装置,形成了缺陷检测和评价方法,提高了焊缝的可靠性和稳定性;配套了高强度机械膨胀工具和磨铣膨胀一体化工具.将研究成果在两口井中进行成功应用,为解决弯曲井眼中复杂地层提供了新的技术手段.

摘要： 本发明公开了一种定向钻井系统及钻井方法，该定向钻井系统包括：地面控制系统、钻柱、离合器及包括参数测量装置的井下定向工具；钻柱通过所述离合器连接所述井下定向工具，参数测量装置和离合器分别与所述地面控制系统通信连接。地面控制系统通过参数测量装置实时获取井下工程参数，根据井下工程参数确定需要滑动定向钻进时控制离合器分离，钻柱通过离合器向井下定向工具传递钻压实施滑动定向钻进，调整井下定向工具钻井轨迹，此时钻柱不停转动而井下定向工具因与井壁的摩擦而无相对的运动，该模式减小了钻柱与井壁的摩阻，抑制托压现象的发生，可最大限度的提高钻井效率，同时还可以降低钻井成本。

摘要： 本发明公开了一种用于利用旋转钻井系统定向钻井眼的系统和方法。在一些方面中，通过对地静止元件可控制由钻头在所施加的侧向力的作用下对井眼的侧壁的侧向钻切，以提供定向侧向钻切，因此提供对通过地球地层的井眼的定向钻进。在其它方面中，非同心连接的量规伸缩片组件可以与钻井系统一起旋转并且偏置或集中所施加的侧向力。

摘要： 本发明公开了一种复合定向钻井的控制装置与使用方法，包括上接头、复位模块、执行控制模块、辅助模块、防掉模块和下接头。其技术方案是：复合钻进时，该控制装置的花键处于啮合状态，芯轴带动与下接头相连的井底钻具组合一起转动；定向滑动钻进时，增加钻压，钻压从上部钻柱传递给上接头，压缩控制装置中的碟簧，使得花键处于脱离状态，外壳将不会带动芯轴转动；当减小钻压时，控制装置依靠碟簧的推力复位，花键重新处于啮合状态，此时处于复合钻进状态。本发明的利用钻压实现复合定向钻井的控制装置，能够实现在复合钻进与定向滑动钻进之间的切换，提高钻井效率，减少卡钻风险，并且大幅度节约成本。

摘要： 本发明涉及一种短半径定向钻井工具及方法，通过可控钻压扭矩传递短节阵列实现短半径旋转导向定向钻井的同时，利用设于所述可控钻压扭矩传递短节阵列内部且与其同步旋转和/或偏转的接力通讯装置，实现近钻头电气装置与井口端通讯设备的信息传递，有效解决超短半径分支井及短半径分支井可控轨迹钻探的信息传输问题，提高动力传输稳定性和电气线路安全性，所述可控钻压扭矩传递短节阵列具有极高的灵活性，便于导向装置采用更小的力取得满足短半径井造斜要求的导向效果，可使短半径定向钻井工具实现旋转钻井条件下的短半径可控轨迹钻井，具有极大工程意义和实用价值。

摘要： 本公开是关于一种双杆定向钻井系统，动力钻杆的轴线和动力套管的轴线与动力头的转轴方向基本重合。支架平移装置驱动上杆机构，使得套管沿动力套管的轴线方向平移，钻杆沿动力钻杆的轴线方向平移，使得将套管与动力套管连接，钻杆与动力钻杆连接。动力套管将动力头的转动力矩和轴向力传递至套管上，从而实现钻杆与动力钻杆固定，动力钻杆将动力头的转动力矩和轴向力传递至钻杆上，从而实现钻杆与动力钻杆固定。上杆机构的平移运动减少了动力头的运动范围，保证了整体机构的小型化，并且装卸简单，工作效率高，工作强度小。

摘要： 本发明涉及油气钻探设备领域，公开了一种复合与滑动耦合定向钻井调控工具及调控方法，所述钻井调控工具包括壳体及在该壳体内延伸并依次相接的形成有流体输入通道的驱动轴、形成有流体输送通道的转子和形成有芯轴通道的芯轴，其中芯轴通道连通至流体输送通道，壳体与转子之间的径向间隙形成为环形增压通道，壳体与芯轴之间的径向间隙内形成有连通至环形增压通道的离合腔，以能够通过转子被驱动为具有不同转速而使得壳体相对所述转子和芯轴耦合或解耦。该钻井调控工具能够仅通过控制上部钻具施加于驱动轴的转速即可使得上部钻具与下部BHA彼此复合转动或独立转动，可保持上部钻具持续转动的同时方便地使下部钻具在滑动定向钻进与复合钻进之间切换。

摘要： 本实用新型提供了一种定向钻井用悬吊式可定位钻井减阻工具，包括地层、容置箱和钻杆，所述容置箱设置于地层内部，所述容置箱顶部外壁活动连接有转动柱，所述转动柱底部外壁设置有凸轮，所述容置箱圆周内壁设置有两个以上固定架，所述固定架一侧外壁滑动连接有导动柱，所述导动柱一侧外壁设置有容置架，所述固定架一侧外壁和容置架一侧外壁设置有同一个弹簧一，所述容置架内壁活动连接有滚子，所述导动柱另外一侧外壁设置有震动组件。本实用新型通过设置有转动柱可以在其转动的过程中带动凸轮进行转动，从而可以使得凸轮在旋转的过程中可以沿着滚子圆周外壁进行滚动，从而可以使得导动柱在弹簧一的弹性作用下沿着水平方向做往复运动。

摘要： 本实用新型公开了一种石油钻井用定向钻井智能指令下传气动泥浆调节阀，所述气缸表面固定安装有箱体，所述箱体内固定安装有步进电机，所述步进电机的输出轴端固定安装有彩虹灯，所述气缸底部固定安装有超声波风速传感器，所述超声波风速传感器分别与彩虹灯、步进电机电性连接，所述气缸底部固定安装有壳体，所述壳体内部固定设置有用于测量阀门开度的液位组件，所述壳体底部固定安装有阀体，所述气缸的输出轴端固定安装有阀杆，该装置通过超声波风速传感器与步进电机、彩虹灯电性连接，一旦发现气体泄露，彩虹灯就会发出亮光，步进电机带动彩虹灯旋转，以此提醒使用者，通过液位组件，不仅能监测装置的是否倾斜，也能将阀门的开度精准的显示。

摘要： 本实用新型公开了一种定向钻井装置，包括钻井工具和地面控制器，钻井工具包括上传动轴总成、上万向轴总成、直外壳、上螺杆马达定转子、随钻测量系统、下螺杆马达定转子、下万向轴总成、弯外壳、下传动轴总成和钻头，上心轴的上部用于和钻柱、顶驱固定连接，上心轴的下部通过上万向轴总成固定连接上转子，下转子的下部通过下万向轴总成连接下心轴的上部，下心轴的下部连接钻头，上传动轴外壳通过直外壳连接上定子的上部，上定子的下部通过随钻测量系统连接下定子的上部，下定子的下部通过弯外壳连接下传动轴外壳的上部，随钻测量系统与地面控制器通讯连接，地面控制器能够控制顶驱的转速。

摘要： 本实用新型公开了一种定向钻井用牙轮钻头，涉及牙轮钻头技术领域。本实用新型包括基座，所述基座的外表面圆形等距固设有牙掌，所述牙掌靠近基座中轴线的一侧面转动安装有牙轮，所述基座靠近牙轮的一侧面圆形等距安装有铰接座，所述铰接座上安装有与牙轮外表面相适配的刮板，所述刮板上固设有转轴。本实用新型与现有技术相比，当该牙轮上形成泥层时，牙轮通过牙掌转动至刮板上，通过刮板上的凹槽对牙轮上的层泥进行剐蹭，进而能够减少泥包形成，当泥硬度过大时，牙轮的转动致使泥层带动着刮板绕转轴进行转动，待较硬的泥层转动过去后，刮板在卷簧的作用下，刮板回收进行重新剐蹭牙轮，从而防止剐蹭时将牙轮卡住，进而能够进行持续剐蹭。