SJ型水力加壓器使用說(shuō)明書(shū)D

1、水力加壓器使用說(shuō)明書(shū) 一、概 述水力加壓器是一種應(yīng)用于石油鉆井、修井作業(yè)中的能量轉(zhuǎn)換裝置，它改變了鉆井作業(yè)中靠下部鉆鋌的重量施加鉆壓的傳統(tǒng)作業(yè)方式。當(dāng)在地質(zhì)條件惡劣的地層鉆進(jìn)、大斜度井鉆進(jìn)、套管開(kāi)窗側(cè)鉆或裸眼側(cè)鉆水平井或定向井鉆進(jìn)時(shí)，它在不消耗額外能量、不需要其它特殊設(shè)備的情況下，利用循環(huán)鉆井液的鉆頭水眼節(jié)流壓降，及其在活塞上下端面造成推力的差值給鉆頭加壓。解決了這些特殊鉆井作業(yè)中不能靠下部鉆鋌的重量施加穩(wěn)定鉆壓的技術(shù)難題。它有效地改變了下部鉆具的受力狀態(tài)，起到了吸震防跳、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆、改善鉆頭和鉆具的工作條件，減輕司鉆勞動(dòng)強(qiáng)度、加快鉆井速度、減少井下事故、保證井身質(zhì)量的目的。是石油鉆井中一項(xiàng)

2、投入小、效果明顯、容易操作的實(shí)用技術(shù)和工具。二、特點(diǎn)1、它改變了鉆頭加壓方式：用泥漿壓能為鉆頭提供穩(wěn)定鉆壓，實(shí)現(xiàn)了柔性加壓鉆進(jìn)。改變了鉆壓調(diào)節(jié)方法，通過(guò)改變水力因素調(diào)節(jié)鉆壓大小，可節(jié)省部分鉆鋌、減輕鉆機(jī)負(fù)荷。有效的改善了鉆壓與鉆速匹配關(guān)系，擴(kuò)大了匹配范圍，可在大鉆壓和高轉(zhuǎn)速下鉆進(jìn)，提高了機(jī)械鉆速。減少了起下鉆次數(shù)，提高了機(jī)械鉆速。2、它實(shí)現(xiàn)了減震效果“質(zhì)”的飛躍：水力加壓器利用開(kāi)泵循環(huán)時(shí)鉆頭水眼節(jié)流壓降，及其在活塞上下端面造成推力的差值，給鉆頭柔性加壓。 從而最大限度的吸收了鉆柱、鉆頭的沖擊振動(dòng)，克服了沖擊振動(dòng)產(chǎn)生的高峰荷載，解決了復(fù)雜地層鉆井作業(yè)中吸震、防跳的技術(shù)難題、實(shí)現(xiàn)了標(biāo)本兼治。其減震

3、效果是其它類型的減震器所不能比擬的。3、水力加壓器“人工送鉆（加壓器復(fù)位）自動(dòng)加壓鉆進(jìn)再人工送鉆-再自動(dòng)加壓鉆進(jìn)，周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷鉆進(jìn)的操作模式和入井使用時(shí)不需要特殊操作和特殊工具的優(yōu)點(diǎn)。使其操作十分簡(jiǎn)便可靠并減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了井身質(zhì)量。4、提出了新的防斜、打直工藝?yán)碚摗Ｔ械姆佬?、打直工藝，一般采用高速吊打的方法，這種方法雖然有效，但是在犧牲機(jī)械鉆速的情況下實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)雖然可靠，但比較復(fù)雜，耗費(fèi)高。造成上述問(wèn)題的主要原因是剛性加壓不能解決中和點(diǎn)以下，鉆壓與鉆桿受壓穩(wěn)定變形及鉆壓與機(jī)械鉆速提高兩者之間的矛盾，而水力加壓器把鉆鋌剛性加壓改為柔性加壓。提供了足夠的、穩(wěn)定可

4、控的鉆壓，改善了鉆桿的受力狀態(tài)，降低了中和點(diǎn)高度，減小了鉆桿彎曲和鉆頭傾角，提高了鉆具的穩(wěn)定性和導(dǎo)向性，在大鉆壓和保持高機(jī)械鉆速的情況下，能延長(zhǎng)鉆頭、鉆具和地面設(shè)備使用壽命，有利于防斜、穩(wěn)斜、降斜，降低鉆井成本和保證良好的井眼軌跡。5、它改變了大斜度井、水平井及開(kāi)窗側(cè)鉆井中的水力學(xué)效果。解決了鉆具摩阻力和鉆壓的傳遞滯后且極不穩(wěn)定所造成的“假鉆壓”現(xiàn)象處理的難題，保證了鉆壓真實(shí)穩(wěn)定。減小了縱向振動(dòng)對(duì)鉆頭、鉆鋌和鉆桿的疲勞破壞等不良影響。有利于促進(jìn)大斜度定向井鉆井工藝技術(shù)的完善和提高。三、性能參數(shù)型 號(hào)規(guī) 格工作行程mm接頭螺紋有效長(zhǎng)度最大抗拉負(fù)荷SJ-89-D89mm31/2300mmNC265

5、500mm500KNSJ-121-D121mm43/4300mmNC385500mm1000KNSJ-165-D165mm61/2300mmNC505500mm2000KNSJ-197-D197mm73/4300mmNC504000mm3000KNSJ-242-D242mm91/2300mm7 5/8REC4000mm4000KNSJ-121-S121mm43/4大300-小200NC385500mm1000KNSJ-165-S165mm61/2大300-小200NC505500mm2000KNSJ-197-S197mm73/4大400-小300NC504900mm3000KNSJ-242-S

6、242mm91/2大500-小3007 5/8REC5100mm4000KN下接頭上接頭三級(jí)活塞二級(jí)活塞一級(jí)活塞缸套 四、結(jié)構(gòu)水力加壓器主要由：上接頭、芯軸、缸套、中缸套、下缸套、下接頭、一、二、三級(jí)活塞、和密封組件等組成。上下接頭、上中缸套和芯軸用于連接鉆具并傳遞扭矩、活塞在缸體內(nèi)滑動(dòng)、密封并傳遞壓力，芯軸上下分別和活塞、鉆頭相連，將液壓力傳給鉆頭。五、工作原理（以三節(jié)活塞為例）水力加壓器采用鉆井泥漿作減震元件，通過(guò)三級(jí)活塞來(lái)吸收鉆頭的上下震動(dòng)。當(dāng)開(kāi)泵循環(huán)時(shí)鉆頭水眼節(jié)流壓降，及其在活塞上下端面造成推力的差值推動(dòng)活塞下行，直至行程結(jié)束。在鉆進(jìn)過(guò)程中，設(shè)泥漿在一、二、三級(jí)活塞上產(chǎn)生的向下推力分別

7、為P1、P2、P3鉆壓為G，則當(dāng)GP1時(shí)，第一級(jí)活塞工作；當(dāng)P1GP1+P2時(shí)，第一、二級(jí)活塞同時(shí)工作；當(dāng)P1+P2GP1+P2+P3時(shí)第一、二、三級(jí)活塞同時(shí)工作。在柔性加壓鉆進(jìn)過(guò)程中：當(dāng)鉆頭向上跳動(dòng)時(shí)通過(guò)芯軸，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，而外殼和上部鉆具組合不向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鉆頭向下跳動(dòng)時(shí)，泥漿推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。因此，它能保持鉆頭在任何時(shí)候都和井底接觸，由于三級(jí)活塞直徑尺寸設(shè)計(jì)合理，當(dāng)鉆壓一定時(shí)，作用于工作活塞上的向下推力的總和與鉆壓一致，并且每級(jí)活塞的行程都能滿足鉆頭的跳動(dòng)量，因此，使鉆頭負(fù)荷在整個(gè)周期中的變動(dòng)量為最小，接近于給定鉆壓值。從而達(dá)到有效的吸收鉆頭的上、下震動(dòng)及保護(hù)鉆頭和減小鉆柱負(fù)荷的目的。

8、六、使用 1、鉆壓的調(diào)節(jié)在鉆井過(guò)程中，由于情況的變化需要調(diào)節(jié)鉆壓。我公司根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和不同鉆具組合及鉆頭尺寸，設(shè)計(jì)了不同規(guī)格、不同級(jí)別（單級(jí)、雙級(jí)、多級(jí)）和不同推力下的雙行程水力加壓器。同時(shí)還可設(shè)計(jì)截流塞，用于調(diào)節(jié)鉆壓的大小。現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際需要選擇不同規(guī)格、不同級(jí)別、不同行程的水力加壓器和組配鉆頭噴嘴，以使其產(chǎn)生所需要的壓降。另外，由于目前鉆井所用鉆井泵，其功率、排量都較大，有調(diào)節(jié)的余地，可在鉆進(jìn)時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)以滿足鉆壓需要。在上述都調(diào)節(jié)不成時(shí)，水力加壓器允許在關(guān)閉或打開(kāi)狀態(tài)下鉆進(jìn)，即超過(guò)或小于液推力的情況下鉆進(jìn)，只是減震等效果稍差。 2、如何防止鉆鋌彎曲為了平衡液壓推力的反作用力，需要加入一

9、定數(shù)量的鉆鋌。而在一定情況下，即反推力達(dá)到一定值后，鉆鋌也會(huì)彎曲。例如，某井段鉆進(jìn)需要施加7080 kN的鉆壓，那么噴嘴壓降要達(dá)到70 MPa，此時(shí)產(chǎn)生的上頂力大約為50kN，超過(guò)了使鉆鋌產(chǎn)生彎曲最低壓力40.14 kN，鉆鋌自然會(huì)彎曲。解決的辦法：一是根據(jù)實(shí)際優(yōu)選、設(shè)計(jì)好水力參數(shù)，調(diào)節(jié)好鉆壓值，盡量不使上部鉆具彎曲；二是可在水力加壓器下面接少量鉆鋌調(diào)節(jié)鉆壓; 三是在水力加壓器上面使用大水眼鉆鋌，通過(guò)減少大、小水眼過(guò)度臺(tái)階處的環(huán)形面積來(lái)減小反推力，以保證整個(gè)鉆具的不彎曲。3、水力加壓器安放位置水力加壓器應(yīng)盡可能的接在靠近鉆頭的位置，一般距離鉆頭不要超過(guò)3根鉆鋌的長(zhǎng)度。這樣才能最有效的發(fā)揮水力加

10、壓器的減震作用，使鉆頭上的負(fù)荷的整個(gè)周期的變動(dòng)量為最小，且應(yīng)力波的傳遞和鉆柱震動(dòng)為最小。A、 在常規(guī)鉆盤(pán)鉆井作業(yè)中，可直接接在鉆頭上。B、 使用井下螺桿鉆具鉆井時(shí)，可將水力加壓器接在螺桿鉆具上。C、 取心鉆進(jìn)時(shí)，可將水力加壓器接在取心筒上。D、 以下為推薦鉆具組合： 1）、鉆頭+水力加壓器+鉆鋌此種組合是常用組合。可以有效的防止跳鉆，施加穩(wěn)定的鉆壓。下部鉆具的剛性較強(qiáng)，有利于保證井身質(zhì)量。若使用PDC鉆頭，因其所用鉆壓較小，因而更容易操作，使用效果更明顯。2）、鉆頭+水力加壓器+鉆鋌1823m+穩(wěn)定器+鉆鋌此種組合為鐘擺鉆具組合，有利于防斜打直。特別適合于糾斜、降斜時(shí)使用。因穩(wěn)定器以下鉆具均處

11、于不彎狀態(tài)，且比常規(guī)組合長(zhǎng)（重），降斜力增大，可適當(dāng)增大鉆壓，在達(dá)到降斜效果的情況下，加快鉆井速度。3）、鉆頭+鉆鋌2根+水力加壓器+鉆鋌這種組合一方面可調(diào)節(jié)由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制（如壓降有限），液壓推力不夠的情況，另一方面更增加了下部鉆具的剛性（鉆鋌少不易彎曲），能起到一定的穩(wěn)斜效果。4）、鉆頭+穩(wěn)定器+水力加壓器+穩(wěn)定器+鉆鋌1根+穩(wěn)定器+鉆鋌在這種滿眼鉆具組合中，液力加壓裝置相當(dāng)于短鉆鋌的位置，可以在穩(wěn)斜鉆進(jìn)中使用。但近鉆頭穩(wěn)定器最好加兩個(gè)，以保證穩(wěn)斜效果。5）、動(dòng)力鉆具直井鉆具組合：鉆頭+動(dòng)力鉆具+水力加壓器+鉆鋌+鉆桿6）、動(dòng)力鉆具定向井鉆具組合：鉆頭+動(dòng)力鉆具+水力加壓器+定向或造斜鉆

12、具組合+鉆鋌+鉆桿上述是推薦使用的水力加壓器的幾種常用鉆具組合。現(xiàn)場(chǎng)使用水力加壓器時(shí)，不只限于這幾種組合。應(yīng)根據(jù)鉆井實(shí)際，結(jié)合工具的結(jié)構(gòu)尺寸合理搭配鉆具，以使其發(fā)揮更好的作用。4、 操作方式1）當(dāng)鉆具下至離井底2米左右時(shí)，開(kāi)泵循環(huán)泥漿?；钊幱谙滤傈c(diǎn)位置，水力加壓器行程全部打開(kāi)，指重表顯示鉆壓為“0”。2）開(kāi)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)慢慢下放鉆具，鉆頭接觸井底后，（懸重下降）、鉆壓很快上升到計(jì)算值。繼續(xù)下放鉆具（250-280mm）至送進(jìn)行程即將關(guān)閉時(shí)停止下放鉆具（在下放鉆具的該行程的距離內(nèi)，鉆壓保持不變），這時(shí)就可以自動(dòng)鉆進(jìn)直至行程結(jié)束。3）至鉆進(jìn)行程結(jié)束時(shí)（指重表懸重增加，泵壓顯示下降）此時(shí)就需要人工送鉆（將

13、水力加壓器恢復(fù)至工作位置）。人工送鉆至行程即將關(guān)閉時(shí)停止下放鉆具并開(kāi)始下一循環(huán)的自動(dòng)鉆進(jìn)直至行程結(jié)束。（注意：每次下放250-280mm以保證不會(huì)因下放鉆具過(guò)多而壓壞鉆頭）這樣通過(guò)“人工送鉆（將加壓器恢復(fù)至工作位置）自動(dòng)加壓鉆進(jìn)再人工送鉆-再自動(dòng)加壓鉆進(jìn)，周而復(fù)始的循環(huán)實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷鉆進(jìn)。其停止鉆進(jìn)或接單根操作與常規(guī)操作一樣。七、注意事項(xiàng)1、下鉆前必須檢查工具各連接螺紋是否牢固，特別是初次下鉆前必須將工具各連接螺紋逐個(gè)打緊。2起鉆時(shí)當(dāng)工具通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)時(shí)，用水龍帶循環(huán)清洗，沖掉泥漿與固體。要檢驗(yàn)明顯的刺漏情況及危險(xiǎn)的聯(lián)結(jié)等。如果工具的運(yùn)作有問(wèn)題或者要重新工作，應(yīng)測(cè)量活塞伸出與齊平時(shí)的尺寸。若發(fā)現(xiàn)改變就必須停止使用該工具。這些工作通常在鉆頭取出之前來(lái)做。3盡可能快的放下工具，將外部擦干凈并用水將內(nèi)部沖洗干凈。尤其注意底端，用噴水槍沖洗內(nèi)部直至干凈水流出工具底部。注意這些細(xì)節(jié)將確保以后的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠輕松的運(yùn)行，或送去修理時(shí)容易拆除。 4、當(dāng)水力加壓器處于垂直位置時(shí)，活塞有可能因自重下滑打開(kāi)行