扭力冲击器

摘要： 扭力冲击器可抑制钻柱黏滑振动并提高机械钻速,被广泛应用于深井、超深井钻井中。其工作参数作为影响扭力冲击器应用效果的直接因素,相关研究还很不充分。为了评价扭力冲击器对钻柱黏滑振动的抑制效果,文中建立了考虑扭力冲击器高频扭矩的钻柱扭转振动模型,编制了相关计算程序,并采用四阶-五阶Runge-Kutta算法进行求解,讨论了扭力冲击器主要工作参数对钻柱黏滑振动的影响。研究结果表明:扭力冲击器可以有效缩短黏滑周期,以抑制钻柱黏滑振动和增加其机械钻速;当扭转冲击载荷较低时,增大扭转冲击载荷可以缩短黏滑周期甚至消除钻柱黏滑振动,但是当黏滑现象消失后,继续增大扭转冲击载荷对钻柱扭转振动的影响较小;增大冲击频率可以减弱钻柱黏滑振动,并提高钻柱转动时的稳定性。研究结果可为扭力冲击器工作参数的选择提供参考。

摘要： 为了提高寺河煤矿工作面上隅角和回风瓦斯的治理效果,根据工作面顶板覆岩地质特征及开采条件,在煤层上覆顶板岩层内施工顶板高位大直径定向钻孔,依据经验公式确定了顶板大直径高位定向钻孔布置层位.针对顶板硬岩大直径定向钻孔施工过程中先导定向钻孔钻进及分级扩孔效率低的问题,将冲击螺杆马达、扭力冲击器与双级双速扩孔钻具分别应用于定向先导孔与扩孔施工,以提高顶板高位大直径定向钻孔整体施工效率.应用效果表明:冲击螺杆马达成孔技术与扭力冲击旋转扩孔技术提速效果显著,最高钻进速率分别为13.6m/h和11.1m/h,最终形成的?200mm大直径高位定向长钻孔保证了钻孔轨迹在煤层顶板裂隙带内有效延伸,实现了对采动卸压瓦斯的持续稳定抽采,取得了良好的瓦斯抽采和治理效果,平均单孔瓦斯抽采量达到3.36m3/min,单孔瓦斯瞬时最大抽采量可达26.0m3/min.

摘要： 近年来我国油田开发以深井、超深井为主,存在钻井成本高、机械钻速慢等问题,PDC钻头的黏滑效应是导致这些问题的主要原因,为此,研制出一种新型钻井提速工具——复合式扭力冲击器.工具内部独特的流道结构可以将钻井液的流体能量转换成高频的、周期性的扭转和轴向冲击力,抑制PDC钻头的黏滑效应,使钻头由单一持续的扭转冲击破岩转变为扭转和轴向冲击相结合破岩.复合式扭力冲击器在吉林油田J1井(营城组营四段)和J2井(营城组营一段)进行了现场试验.现场试验结果表明,复合式扭力冲击器能有效保护钻头,在较硬地层中提速效果更明显.

摘要： 为了破解柴达木盆地昆特依构造超高温钻井过程中面临的一系列技术难题,以该构造昆1-1井为研究对象,在综合分析其钻井难点的基础上,开展了超深井配套钻井技术研究。通过对抗210°C聚胺有机盐钻井液配方优化、个性化钻头优选、提速工具优选以及超高温防漏堵漏配方的优化,形成了一套针对昆特依基岩地层的超高温钻井技术。研究结果表明:(1)超高温钻井液老化72 h后,高温高压滤失量保持在10 mL以内,流变性能优良;(2)筛选的阿特拉钻头及扭力冲击器组合,提速效果明显,较之于邻井昆2井四开、五开机械钻速提高了10%以上;(3)现场应用雷特抗高温堵漏材料,地层承压能力有效提高,最高承压能力提高到了当量密度2.07 g/cm^(3),顺利完成了柴达木盆地第一超深井的钻探任务。结论认为:(1)针对昆1-1井优选的聚胺有机盐钻井液体系,有效解决了钻井液超高温减稠和悬浮携带稳定性之间的矛盾,超高温高压滤失量得到了有效控制;(2)针对昆1-1井优选的钻头及工具组合、抗超高温防漏堵漏配方,有效解决了现场技术难题,为柴达木盆地超深井钻探提供了有利的技术保障。

摘要： 中深层油气田是渤海油田进一步勘探开发的重点,其中渤中X油气田是典型的中深层油气田,主要目的储层埋深均超过4000 m,岩性致密、研磨性极强,前期钻探出现了较多复杂情况,严重制约了储层的勘探进程.为了解决中深层地层压力复杂、钻具憋跳严重及机械钻速慢等难题.基于渤中X油气田地层特征,开展了扭力冲击器配合忍者齿钻头提效技术的开发与应用,其破岩时以冲击破碎为主,并加以旋转剪切,在保证井身质量的同时提高机械钻速.扭力冲击器配合专用忍者齿钻头在BZ-E井进行了应用,能够较好地克服地层硬度高且致密的花岗岩地层,在提高机械钻速的同时,延长钻头的使用寿命,同时对提高渤海油田中深层钻进速度,节省钻井成本提供了新的方法.

摘要： 海洋6-1井下部井段井筒内温度高、可钻性差,下部井段地层机械钻速(ROP)低,同时作业时间跨度大、整体作业成本高,通过对业内改善钻头破岩效率提高机械钻速各项技术的调研,优选了扭力冲击器开展提高钻头破岩效率的探索与应用.扭力冲击器整体结构设计合理,其内部没有橡胶材质的零部件,没有电子类的零部件,能满足高温高压地层的使用要求,稳定性良好.通过作业过程中各项操作指标的优化,由于其不需要对当前的钻井作业工艺和各种技术装备进行改造,在海洋6-1井的使用过程中钻头破岩效率得到了明显改善,机械钻速实现了翻倍.

摘要： 为了破解柴达木盆地昆特依构造超高温钻井过程中面临的一系列技术难题,以该构造昆1-1井为研究对象,在综合分析其钻井难点的基础上,开展了超深井配套钻井技术研究.通过对抗210°C聚胺有机盐钻井液配方优化、个性化钻头优选、提速工具优选以及超高温防漏堵漏配方的优化,形成了一套针对昆特依基岩地层的超高温钻井技术.研究结果表明:①超高温钻井液老化72 h后,高温高压滤失量保持在10 mL以内,流变性能优良;②筛选的阿特拉钻头及扭力冲击器组合,提速效果明显,较之于邻井昆2井四开、五开机械钻速提高了10％以上;③现场应用雷特抗高温堵漏材料,地层承压能力有效提高,最高承压能力提高到了当量密度2.07 g/cm3,顺利完成了柴达木盆地第一超深井的钻探任务.结论认为:①针对昆1-1井优选的聚胺有机盐钻井液体系,有效解决了钻井液超高温减稠和悬浮携带稳定性之间的矛盾,超高温高压滤失量得到了有效控制;②针对昆1-1井优选的钻头及工具组合、抗超高温防漏堵漏配方,有效解决了现场技术难题,为柴达木盆地超深井钻探提供了有利的技术保障.

摘要： 在目前严峻的形势下,钻井提速要求日益严格,本队在哈拉哈塘地区施工作业井6口,对于本区块钻井有一定经验,特别是本哈拉哈塘区块承钻的HA13-5井、HA16-3井周期均在50天以内,取得了可喜的成功,现总结本队在该区块钻井经验,为泛哈拉哈塘地区提速借鉴经验.

摘要： 渤中19-6大气田太古界潜山地层埋藏深,地层抗压强度高、可钻性差、研磨性强,造成常规PDC钻头机械钻速低、钻井周期长、钻井成本高.针对地层特征和钻井技术难点,引入扭力冲击器配合忍者齿PDC钻头提出了深部潜山硬地层钻井提速技术.该技术已在渤中19-6大气田10口井取得成功应用,单支钻头平均进尺65.5m、平均机械钻速4.77 m/h,比常规马达+PDC钻头分别提高135.46％、114.77％,大幅缩短了钻井周期,经济效益显著,可为类似深井、超深井潜山硬地层钻井提速提供借鉴.

摘要： 针对扭力冲击器冲蚀磨损严重,使用寿命有限的问题,本文深入分析了扭力冲击器核心部件的冲蚀形貌,基于数值仿真深入研究扭力冲击器冲蚀磨损规律,勾画了扭力冲击器冲蚀磨损的动态演变过程,揭示了工具严重冲蚀问题产生的内在机理及关键控制因素.基于理论研究成果,对原有扭力冲击器结构进行了优化,新的工具设计方案可显著降低工具的冲蚀磨损,延长工具使用寿命,并使工具能够满足随钻堵漏的需求,有力扩展了工具的应用范围.

摘要： PDC钻头是超深井硬地层主要的晓岩工具.由于粘滑振动引发PDC钻头过早失效是造成超深井钻井成本增加一个重要因素.本文针对PDC钻头的粘滑振动效应理论分析了粘滑振动机理建立了PDC钻头粘滑振动系统的力学模型并于应用高频低幅扭力冲击器及优化钻头结构的方式来消除钻头的粘滑振动.研究结果表明PDC钻头长度越长能量衰减越快扭转冲击能量传递效率越低PDC钻头截面积越大长度越小高频扭力冲击器冲击系统能量传递效率越高.新疆塔里木盆地XK3井实验表明扭转冲击工具与常规钻具相比提高机械钻速1倍以上能够有效消除PDC钻头的粘滑振动效应减轻钴柱扭转振荡降低钻井成本.

摘要： 塔里木油田热瓦普地区二叠系火成岩发育,地层埋藏深、厚度大,岩性致密坚硬、研磨性强、可钻性差.使用常规螺杆+PDC钻头钻具组合,钻头寿命短,机械钻速低.扭力冲击器配合个性化PDC钻头可以有效的克服钻头的黏滑现象,使钻头高频的、均匀稳定的剪切地层,增加钻头寿命,减少钻具、设备损伤,提高钻井速度.扭力冲击器在热瓦普地区二叠系地层应用提速效果显著,机械钻速提高将近一倍,钻井周期缩短2～4天.该项技术的成功应用为热瓦普地区超深井的钻井提速提供了新的技术支持.

摘要： 大庆油田为解决深井钻井周期长、常规牙轮钻头单只进尺少、螺杆钻具寿命短等一系列问题,开展了扭力冲击器的提速试验.试验5口井,平均机械钻速得到大幅提高,钻井周期大幅缩短,特别是宋深XH井造斜段首次开创使用扭力冲击器的先河,三趟钻总进尺为309.26m,平均机械钻速为1.75m/h,与上两趟未使用扭力冲击器的井段相比(平均机械钻速为0.49m/h),平均机械钻速同比提高了3.57倍.证明了扭力冲击器的应用能够大幅的提高钻速、缩短钻进周期和降低钻井成本,已逐渐成为大庆油田加快勘探开发步伐、加大技术创新和工艺配套力度的新举措.

摘要： 大庆油田为解决深井超深井钻井周期长、常规牙轮钻头单只进尺少、螺杆钻具寿命短等一系列问题,开展了扭力冲击器的提速试验.试验7口井,平均机械钻速大幅提高,周期大幅缩短,特别是超深井古城7井仅用152.44d就钻完6789.00m的井深,按同开次同井深与古城6井相比,缩短了86.80d,古城7井平均机械钻速为4.68m/h,与古城6井(3.01m/h)相比提高了55.48%,大幅的提高了钻速、缩短了周期并且降低了钻井成本,为加快勘探开发步伐,打下坚实的基础.

摘要： 元坝地区天然气资源丰富,是中石化重点勘探区块,但陆相地层埋深平均4800m左右,岩性致密、非均质性强,机械钻速低,特别是下沙溪庙组以深地层,硬度高,可钻性极差,是制约该地区钻井提速的瓶颈.引进扭力冲击器配合专用PDC钻头在元坝地区应用9井次,能够较好的克服地层硬度高、软硬交错的影响,在提高机械钻速的同时,延长了钻头的使用寿命.

摘要： 本发明公开了一种电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法。在作业前，先建立该工具当时可正常操作的高低工作电压与所能输出的相对应高低扭矩间的关系曲线。再在该关系曲线上的最大与最小扭矩值范围内，输入任一目标扭矩值，得到对应于该目标扭矩值的工作电压，以进行锁固作业；过程中，扭力控制装置的微处理器借由扭力感测装置及时持续回传的感测信号与电压电流感测组件与温度感测组件持续侦测电压、电流与马达温度等的变化，通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以达到控制锁紧扭力的目的。

摘要： 本发明公开一种气动冲击式扭力工具的扭力控制方法及其扭力控制系统。方法为：设置震动传感器于气动冲击式扭力工具上，并于其出力端套接扭力传感器；以第一、第二工作气压驱动该工具，以进行校验作业，以同时获得第一、第二扭矩值及第一、第二震动值；依据得到的工作气压以及扭矩值建立气压与扭矩的对应关系曲线；同时，依据工作气压及震动值建立气压与震动频率的对应关系曲线；在第一与第二扭矩值间输入目标扭矩值可得到对应的工作气压，并据以驱动该工具进行锁固作业；在移除扭力传感器的情况，亦可依据上述两条关系曲线，仅依据震动传感器感测的震动值，仍可于锁紧作业的起始至结束过程中，做闭回路的监控，判断锁固结果是否符合目标扭矩值。

摘要： 本发明公开了一种电动冲击式扭力工具的扭力控制系统及其扭力控制方法。在作业前，先建立该工具当时可正常操作的高低工作电压与所能输出的相对应高低扭矩间的关系曲线。再在该关系曲线上的最大与最小扭矩值范围内，输入任一目标扭矩值，得到对应于该目标扭矩值的工作电压，以进行锁固作业；过程中，扭力控制装置的微处理器借由扭力感测装置及时持续回传的感测信号与电压电流感测组件与温度感测组件持续侦测电压、电流与马达温度等的变化，通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以达到控制锁紧扭力的目的。

摘要： 本发明公开一种气动冲击式扭力工具的扭力控制方法及其扭力控制系统。方法为：设置震动传感器于气动冲击式扭力工具上，并于其出力端套接扭力传感器；以第一、第二工作气压驱动该工具，以进行校验作业，以同时获得第一、第二扭矩值及第一、第二震动值；依据得到的工作气压以及扭矩值建立气压与扭矩的对应关系曲线；同时，依据工作气压及震动值建立气压与震动频率的对应关系曲线；在第一与第二扭矩值间输入目标扭矩值可得到对应的工作气压，并据以驱动该工具进行锁固作业；在移除扭力传感器的情况，亦可依据上述两条关系曲线，仅依据震动传感器感测的震动值，仍可于锁紧作业的起始至结束过程中，做闭回路的监控，判断锁固结果是否符合目标扭矩值。

摘要： 本发明公开一种丝锥安全专用扭力工具及其发生扭力时防止冲击的金属板，该扭力工具包括主轴连接杆、弹性调节销、卡盘连接轴、弹性调节部、空转垫圈和弹簧等，主要是在台钻和连接到数控铣床形成孔的钻孔机或形成螺丝扣的丝锥连接进行操作的过程中，将扭力工具安装到主轴的下侧，如果有超负荷的扭力作用到钻孔机或丝锥上，从主轴传达的动力不会传达到钻孔机或丝锥，而是在扭力工具中空转，防止钻孔机或丝锥破损，安全地保护钻孔机或丝锥；防止通过所述空转扭力工具中产生的噪音以及扭力离合器冲突与冲击出现钻孔机或丝锥断裂，由扭力卡盘夹头补偿扭力工具的移动距离，防止丝锥断裂或损伤。

摘要： 本实用新型公开了一种电动冲击式扭力工具的扭力控制系统。用于在作业前，先建立该工具当时可正常操作的高低工作电压与所能输出的相对应高低扭矩间的关系曲线。再在该关系曲线上的最大与最小扭矩值范围内，输入任一目标扭矩值，得到一个对应于该目标扭矩值的工作电压，以进行锁固作业；过程中，扭力控制装置的微处理器借扭力感测装置及时持续回传的感测信号与电压电流感测组件与温度感测组件持续侦测电压、电流与马达温度等的变化，通过电压控制模块，将工作电压稳定控制在默认的允许变化范围内，以达到控制锁紧扭力的目的。

摘要： 一种气动冲击式扭力工具的扭力控制系统，包含：设置在气动冲击式扭力工具上的震动传感器与扭力传感器；以及连接于气动冲击式扭力工具的扭力控制装置，包含：进气压力监控模块用于控制进入的空气压力；气压调节模块调节输出气压大小；电磁阀控制输出的气压源；记忆单元储存锁固前校验获得的二工作气压与分别对应的二扭矩值，及分别对应的二震动频率值；以及微处理器根据上述参数建立的气压与扭矩的对应关系曲线及气压与震动频率的对应关系曲线。其中，微处理器根据目标扭矩值在气压与扭矩的对应关系曲线上取得对应的工作气压以驱动扭力工具，再依据气压与震动频率的对应关系曲线及震动传感器感测的震动频率值，判断锁固作业是否合格。

摘要： 本发明提出了一种扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统，涉及油气勘探技术领域，该监测方法包括：步骤1，在井下测量扭力冲击器的工程参数并对所述工程参数进行存储；步骤2，在井下对所述工程参数进行分析并得到所述分析数据，再根据所述分析数据判断所述扭力冲击器的工作状态是否正常并得到判断结果；步骤3，将所述判断结果传输至地面。本发明提出的扭力冲击器井下工作状态的监测方法、装置及系统能够快速地获得扭力冲击器的工作状态。

摘要： 本实用新型提供了一种用于扭力冲击器的防掉装置及扭力冲击器。防掉装置设置于扭力冲击器的冲击外壳与转换接头之间，该装置包括：防掉块和驱动机构；其中，冲击外壳的内壁开设有向内凹陷的卡合槽；防掉块与驱动机构相连接，驱动机构设置于转换接头的外壁面，驱动机构用于驱动防掉块移动至卡合槽内，以使冲击外壳与转换接头相连接。本实用新型中，通过驱动机构驱动防掉块向卡合槽内移动，使得防掉块置于卡合槽内，则转换接头通过防掉块与冲击外壳相卡合，有效地避免了转换接头与冲击外壳相分离而掉落，并保证了冲击外壳与转换接头之间均匀且稳定地受力，避免了防掉块的松动而脱离卡合槽，还能承受更大的振动或者适应更复杂的环境，提高了防掉效果。

摘要： 本实用新型提供了一种扭力冲击器外管和扭力冲击器，扭力冲击器外管包括：管体，所述管体的内壁上形成有多个扭矩传输内槽口，所述扭矩传输内槽口包括扭矩载荷面，所述管体的外壁上突出在形成有加强筋，所述扭矩载荷面所在的平面穿过所述加强筋的中部。本实用新型可以很好的在高强度的扭矩和井眼缩径的挤压作用力下减少扭矩作用力对工具零件局部的应力，达到工具零件的屈服强度值，能承载19‑23KN.M的高扭矩的钻进，提高工具在井下的安全性和可靠性。