定向井常用井下工具資料

油田技術(shù)－定向井工程師序列培訓(xùn)講義〔T2－21〕第一局部 定向井常用井下工具的分類1、泥漿馬達(dá)〔PDM〕2、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具3、扶正器〔STB〕4、非磁鉆鋌〔NMDC〕5、懸掛短節(jié)〔HOS〕6、短非磁鉆鋌〔SNMDC〕7、浮閥〔F/V〕8、定向接頭〔O/S〕9、撓性短節(jié)〔F/J〕10、震擊器〔JAR〕11、加重鉆桿〔HWDP〕、短鉆鋌、彎接頭14、套管開(kāi)窗工具15、其它定向井工具其次局部 場(chǎng)檢查測(cè)繪及使用一、泥漿馬達(dá)1、泥漿馬達(dá)的主要組成局部1)旁通閥總成 2)馬達(dá)總成萬(wàn)向軸總成 4)驅(qū)動(dòng)軸總成2、泥漿馬達(dá)的工作原理:馬達(dá)是一種螺桿鉆具SCREWDRILL，它是以泥漿作為動(dòng)力的一種井下軸和傳動(dòng)軸傳遞給鉆頭，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)。3、旁通閥構(gòu)造及工作原理：(鉆具)內(nèi)孔，起鉆時(shí)使鉆桿內(nèi)孔的泥值時(shí)，旁通閥關(guān)閉，泥漿流經(jīng)馬達(dá)，將泥漿能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。4、馬達(dá)總成的構(gòu)造及工作原理：中旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)可形成幾個(gè)密封腔就稱幾級(jí)馬達(dá)。5、萬(wàn)向軸總成的工作原理：運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。6、傳動(dòng)軸總成(driveshaftassembly)的工作原理：〔扭矩和轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的軸向和徑向負(fù)荷。7、泥漿馬達(dá)操作參數(shù)及留意事項(xiàng)< 工作壓力< 循環(huán)壓力< 工作壓差< 馬達(dá)井口試驗(yàn)應(yīng)留意的問(wèn)題< 不同馬達(dá)所允許的軸向間隙< 馬達(dá)使用完畢后應(yīng)留意的問(wèn)題< 馬到達(dá)達(dá)井場(chǎng)后先要作什么二、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具〔另有專題爭(zhēng)論〕方位等定向鉆井目的的井下工具效果具有導(dǎo)向作用。到目前為止我們只用過(guò)SCHLUMBERGER公司的POWERDRIVE、BAKERHUGHESINTEQ公司的AUTOTRAK和HALLIBURTON公司的GEO-PILOT旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)。前者為調(diào)整式，后兩者為靜止式三、扶正器1、扶正器的分類可調(diào)扶正器可換套筒式扶正器2、扶正器的作用1)．在增斜鉆具組合和降斜鉆具組合中，穩(wěn)定器起支點(diǎn)作用，通過(guò)轉(zhuǎn)變穩(wěn)軌跡的目的；2)．增加下部鉆具組合的剛性到達(dá)穩(wěn)定井斜和方位的目的。穩(wěn)斜鉆具組合，的剛性，以限制下部鉆具受壓變形，到達(dá)穩(wěn)斜效果；3)．修整井壁，平滑井眼。3、扶正器的外形直翼4、扶正器的檢查狀況，兩端絲扣及臺(tái)肩，測(cè)繪扶正器的外形尺寸四、非磁鉆鋌常用非磁鉆鋌的規(guī)格9非磁鉆鋌：扣型：731*7302-13/16″外徑：9〔71.44mm〕〔228.6mm〕8非磁鉆鋌：扣型：631*630外徑：8”3“〔203.2mm〕3-1/4”〔82.55mm〕6-1/2“非磁鉆鋌： 扣型：411*410 外徑：6-1/2“(165.1mm)內(nèi)徑：3-1/4“或2-13/16”〔71.44mm〕4-3/4”非磁鉆鋌： 扣型：311*310 外徑：4-3/4“(120.65mm)內(nèi)徑：2-1/4”〔57.15mm〕組份、原理與作用〔l〕組份：3065％鎳的合金；1813％以上鎳的合金；18％的含鉻合金；④鉻鐵銅合金?！?〕用途儀器工作時(shí)必需是一個(gè)無(wú)其它干擾磁場(chǎng)的環(huán)境。然而在鉆井過(guò)程中，無(wú)磁鉆鋌可以實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾磁場(chǎng)的環(huán)境，并且具有一般鉆鋌的作用。到的數(shù)據(jù)為真實(shí)大地磁場(chǎng)信息。五、懸掛短節(jié)MWDMWDMWD量環(huán)境。懸掛短節(jié)外壁上有一高邊刻度線，其作用是校正馬達(dá)高邊及量MWDOFFSETMWD不使用MWD鍵，造成井下事故。主要作用：與非磁鉆鋌的作用類似。只是長(zhǎng)度不同利于配立柱。削減測(cè)點(diǎn)到鉆頭的距離七、浮閥接頭主要作用：工具，以及防止鉆頭水眼被堵。很細(xì)碎，在井眼的環(huán)空會(huì)有很多的細(xì)砂，在下鉆、接單根時(shí)泥漿會(huì)倒流，大量砂粒從鉆頭水眼進(jìn)入鉆具內(nèi)，開(kāi)泵就可能造成堵死水眼。在MWD在下入過(guò)程中,特別是斜井段,由于下入時(shí)產(chǎn)生的回流,井壁上的壞周密的MWD儀器,也可能形成砂堵憋泵。此外在起下鉆過(guò)程中,使用浮閥,而且在井涌時(shí),浮閥本身就是單流閥,可以阻擋流體進(jìn)入鉆具內(nèi),使處理工作能順當(dāng)進(jìn)展。使回流減至最小，關(guān)井時(shí)不影響鉆桿穩(wěn)定的壓力值，其構(gòu)造見(jiàn)以下圖。八、定向接頭1、根本構(gòu)造定向直接頭的根本構(gòu)造，包括殼體、扶正套、定向鍵和定位螺釘2、主要作用〔磁性單多點(diǎn)或陀螺等供給一個(gè)穩(wěn)定的座封。九、震擊器隨鉆震擊器是連接在鉆具中隨鉆具一起進(jìn)展鉆井作業(yè)的井下解卡工具。按工作原理分為機(jī)械式、液壓式、和液壓機(jī)械式；按其功能組合中。在鉆井過(guò)程中覺(jué)察鉆具遇卡時(shí)，可馬上進(jìn)展上擊或下?lián)?，使之快速解卡。它是削減深井、定向井、簡(jiǎn)單井卡鉆事故的主要工具。留意事項(xiàng)最好不要單純當(dāng)震擊工具用〔指當(dāng)井內(nèi)發(fā)生卡鉆事故時(shí)才下隨鉆震擊器去解卡作業(yè)〕，而要隨鉆具下入井中進(jìn)展鉆井作業(yè)，卡鉆時(shí)即啟動(dòng)震擊器解卡，才能表達(dá)出隨鉆震擊器的使用價(jià)值。在井中要嚴(yán)格按說(shuō)明書(shū)接裝，不行裝錯(cuò)。接錯(cuò)會(huì)影響產(chǎn)品的使用壽命，嚴(yán)峻會(huì)發(fā)生折斷，發(fā)生井下事故。產(chǎn)品對(duì)拆裝要求較高，拆裝時(shí)需有專用拆裝設(shè)備，不行亂拆。上擊器和下?lián)羝髋涮资褂?，能有效的處理起下鉆的遇阻。遇卡。下井時(shí)上擊器呈拉開(kāi)狀態(tài)，與鉆具連接好后卸掉卡箍?？ü勘４婧?，以待起鉆重卡住芯軸拉開(kāi)部位。下鉆快到井底前應(yīng)先開(kāi)泵循環(huán)，再漸漸地下到井底，切忌直通井底造成“人為的下?lián)簟薄?～6min。上擊時(shí)，先下放鉆具〔在井口鉆桿上標(biāo)出刻度，下放一個(gè)工作行程〕，直到指重表的讀數(shù)略小于上擊器以上鉆具的懸重，然后司鉆剎過(guò)上擊器允許的最大震擊噸位。十、撓性短節(jié)撓性短節(jié)的作用：增加鉆柱的柔性，降低應(yīng)力集中對(duì)鉆具的損害程度。與震擊器連接，保護(hù)震擊器，增加震擊時(shí)的彈力。有利于增加增斜鉆具的增斜率。ID撓性接頭FlexSub十一、加重鉆桿鉆鋌之間，防止鉆柱截面的突然變化，削減鉆桿的疲乏。用它替代一局部鉆鋌，在鉆深井中可以削減扭矩和提升負(fù)荷，增加鉆深力量。起下鉆不用提升短節(jié)和安全卡瓦，操作便利，削減起下鉆時(shí)間。在定向裂開(kāi)。由于其剛性比鉆鋌小，和井壁接觸面積小，也不簡(jiǎn)潔形成壓差卡鉆。十二、短鉆鋌1斜的目的。28″短鉆鋌： 扣型：631*630 外徑：8″〔203.2mm〕內(nèi)徑：2-13/16″〔71.44mm〕6-1/2″短鉆鋌：扣型：411*410 外徑：6-1/2″(165.1mm)內(nèi)徑：2-13/16″〔71.44mm〕4-3/4″短鉆鋌：扣型：311*310 外徑：4-3/4″(120.65mm)內(nèi)徑 2″〔50.8mm〕十三、彎接頭彎接頭的作用：方向的標(biāo)線，純彎接頭需要與定向接頭協(xié)作使用〔類同與定向彎接頭，用作單點(diǎn)或有線隨鉆側(cè)斜儀確定工具面的方向。彎接頭的彎角越大，造斜率越大；彎曲點(diǎn)以上鉆柱鋼性越大，造斜率越大；彎曲點(diǎn)至鉆頭的距離越小且重量越小，造斜率越大。彎接一般為1～2.5°，彎角超過(guò)3°時(shí)，下井較困難，一般不用。不同彎角接頭造斜力量見(jiàn)表9－16?？烧{(diào)角度彎接頭是一種較為先進(jìn)的井眼軌式、液壓式等幾種類型。它們的共同特點(diǎn)是不起鉆，通過(guò)地面掌握把彎接頭調(diào)到需要的角度〔包括零度?？蛇B續(xù)進(jìn)展定向、增斜、降斜、精度、削減起鉆次數(shù)、加快鉆井速度、降低鉆井本錢。１、非旋轉(zhuǎn)保護(hù)器管壁，而鉆桿接頭與套管壁不接觸，當(dāng)鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)，保護(hù)器相對(duì)于鉆柱可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而相對(duì)于套管壁幾乎無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于鉆柱本體外徑小，的目的。在大位移定向井、水平井的鉆進(jìn)過(guò)程中，使用保護(hù)器，對(duì)于保護(hù)套管和鉆具，實(shí)現(xiàn)安全鉆進(jìn)，提高鉆進(jìn)效率，有著重要的作用。２、非磁加重鉆桿nmhwdp具有非磁鉆鋌和加重鉆桿的特性，在大斜度井和水平井作業(yè)中替代非磁鉆鋌可以削減鉆柱的摩阻力，利于滑動(dòng)鉆進(jìn)。３、協(xié)作接頭由于井里的鉆具不是單一的扣型，不同的鉆具扣型各異，無(wú)法連接成鉆柱，這時(shí)就需要用協(xié)作接頭〔也叫轉(zhuǎn)換接頭或變扣接頭〕進(jìn)展扣型的轉(zhuǎn)換。協(xié)作接頭就是起到連接上下不同扣型的作用。４、液力加壓器〔一〕構(gòu)造液力加壓器構(gòu)造如以下圖所示。兩級(jí)液力加壓器構(gòu)造示意圖1．上接頭；2上液缸；3密封圈I；4密封圈II；5.上加壓桿；6.密封圈III；7下加壓桿；8下液缸；9墊圈；10密封圈IV；11下接頭；12花鍵軸〔二〕作用及工作原理善井下鉆柱高壓區(qū)，而活塞下腔由于有阻尼孔與環(huán)空相通，是低壓區(qū)?；钊趬翰畹淖饔孟庐a(chǎn)生軸向推力，推動(dòng)加壓桿軸向移動(dòng)，給鉆頭加壓，其反作用力作用在外筒上。使懸重削減，并在指重表上顯示出鉆壓。液力活塞的行程無(wú)關(guān)。５、鍵槽破壞器金焊條堆焊成錐形，具有切削、擴(kuò)孔、破壞鍵槽的性能。鍵槽破壞器在鉆柱中的位置如下。1．特地用于破壞鍵槽的鉆具組合鍵槽破壞器＋隨鉆震擊器＋加重鉆桿。1柱＋鍵槽破1柱＋隨鉆震擊器＋加重鉆桿。100m左右，掌握下放速度，覺(jué)察遇阻遇卡開(kāi)頭2．隨鉆破壞鍵槽簡(jiǎn)潔形成鍵槽的井段，實(shí)行預(yù)防措施，分井段，定期把鍵槽破壞器接在予先計(jì)算好的拐彎井段，邊鉆進(jìn)邊劃眼，以防形成鍵槽。６、變向器種類目前現(xiàn)場(chǎng)使用的變向器有圓筒式和葉片〔游動(dòng)臂〕式兩種。用途可以抑制井眼軌跡自然漂移，保持方位不變。②地層傾角小的地層，使用變向器可以在小范圍調(diào)整方位。使用條件①變向器只有在斜井段才能起作用。在巖性、井眼、轉(zhuǎn)速等條件一樣的狀況下，井斜角越大，變向器使用效果越好。②井徑擴(kuò)大率小且井徑規(guī)章。不適用于井徑擴(kuò)大率大的地層。③適用于中硬地層。葉片式變向器構(gòu)造原理的〔增方位或減方位〕調(diào)換葉片的方向?！步@頭處〕葉片穿出，在井壁一側(cè)形成一個(gè)支點(diǎn)，推動(dòng)井底鉆頭偏2°～5°／100m。鉆具組合鉆具組合形式如下：鉆頭＋鉆頭接頭＋葉片式變向器＋鉆鋌20～30m＋穩(wěn)定器＋鉆鋌＋隨鉆震擊器＋加重鉆桿＋鉆桿。套筒型變向器：下側(cè)，左右各置一個(gè)瓦片，兩個(gè)瓦片中心線間夾角約120°。當(dāng)上瓦片轉(zhuǎn)動(dòng)到下井壁處，接觸處便產(chǎn)生一個(gè)壓力P1，通過(guò)圓柱殼體的傳遞，將下瓦片推內(nèi)側(cè)井壁，從而產(chǎn)生變方位力P2，獲得增方位或減方位的效果，增減方位通過(guò)轉(zhuǎn)變兩個(gè)瓦片的位置確定。這種變向器，比葉片式變向器在構(gòu)造上更加合理，工作安全牢靠，其構(gòu)造見(jiàn)以下圖７、旁通接頭、高壓循環(huán)頭用途頭或高壓循環(huán)頭進(jìn)入鉆具水眼，把測(cè)斜儀器送至井底。構(gòu)造、特點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，使用便利。使用旁通接頭進(jìn)展隨鉆定向、扭方位施工，中途不需要起下電纜，節(jié)約時(shí)間。業(yè)應(yīng)特別留意不要擠壞電纜和防止電纜打扭。其特點(diǎn)是：高壓循環(huán)頭直接和水龍帶連接，不用水龍頭。每次接單根必需把井下儀器提到井口最上面一根鉆桿里，增加了起下儀器的時(shí)間。8、套管內(nèi)定向開(kāi)窗側(cè)鉆工具在已下套管的井內(nèi)進(jìn)展套管內(nèi)開(kāi)窗側(cè)鉆，目前有兩種方法。第一種方法是承受斜向器定向，使用磨銑工具在套管上開(kāi)窗側(cè)鉆。其次種方法是承受水力擴(kuò)張式套管磨鞋，磨掉一段〔30～50m〕套管，用常規(guī)定向造斜方法進(jìn)展測(cè)鉆。套管內(nèi)定向開(kāi)窗側(cè)鉆的用途①鉆多底井②事故井側(cè)鉆。③老油田枯竭采油井二次完井。油層井段嚴(yán)峻砂堵或被水錐漂浮，可承受套管開(kāi)窗技術(shù)在上部適當(dāng)位置開(kāi)窗側(cè)鉆，鉆達(dá)油氣層進(jìn)展二次完井，采油。則采油井下部套管損壞或發(fā)生事故、井下落物無(wú)法處理，也可承受套管開(kāi)窗技術(shù)，重鉆達(dá)目的層，二次完井，采油。已鉆井偏離含油區(qū)，可在上部技術(shù)套管內(nèi)的適當(dāng)位置進(jìn)展開(kāi)窗側(cè)鉆，調(diào)整目標(biāo)點(diǎn)，以獲得工業(yè)油氣流。〔Ⅳ〕老油田枯竭井通過(guò)定向開(kāi)窗側(cè)鉆，開(kāi)采死油區(qū)。套管定向開(kāi)窗工具1〕承受斜向器進(jìn)展套管開(kāi)窗側(cè)鉆。斜向器類型分為：液壓卡瓦式，底部觸發(fā)卡瓦式，套管接箍觸發(fā)卡瓦式、固定錨式等多種。②磨銑工具包括：?jiǎn)⑹笺娦?、開(kāi)窗銑鞋，錐形銑鞋、西瓜銑鞋、10—13。第三局部 的連接一、接頭絲扣標(biāo)準(zhǔn)及表示方法：第一位數(shù)字表示工具的直徑，以英寸為單位，用2、3、4(A)、5、6分別表示2-7/8〔73m3-1/289m4-1/2(4) “114m、5-1/2 “〔140m、6-5/8 “〔168m〕工具的名義尺寸；1、2、3三個(gè)數(shù)字分別內(nèi)平、貫眼、正規(guī)三種類型；4114-1/2“的鉆桿，內(nèi)平式的公接頭。二、鉆具接頭的類型：1〕內(nèi)平接頭I：有利于水功率的利用。但該類接頭強(qiáng)度低，易于磨損。2〕貫眼接頭F：適用于內(nèi)外加厚及內(nèi)加厚鉆桿。接頭內(nèi)徑等于鉆桿加厚局部但強(qiáng)度大于內(nèi)平式接頭。正規(guī)接頭RE：大。但該類接頭外徑小，耐磨損，強(qiáng)度大，常用某些打撈工具和水龍頭下部保護(hù)接頭等的連接處。三、接頭類型的識(shí)別：在鉆井中，正確地選配和連接鉆具是一項(xiàng)很重要的工作，假設(shè)將接頭配錯(cuò)，就會(huì)引起鉆具事故。在實(shí)際工作中如何識(shí)別不同尺寸不同類型的接頭呢？、先看接頭本體上有無(wú)標(biāo)記槽。在標(biāo)記槽內(nèi)用鋼字碼打有“420”“631”等字樣，以識(shí)別接頭扣型所用。接頭一般無(wú)標(biāo)記槽，但有時(shí)也大有尺寸類型代碼。、用特別的接頭尺，在測(cè)定時(shí)通過(guò)接頭尺，可以直接讀出接頭的尺寸和類型。鏜孔直徑，然后將測(cè)得數(shù)據(jù)查表可得出接頭死扣的尺寸和類型。另外還可觀看粗扣的扣尖寬度和錐度的大小來(lái)識(shí)別接頭的尺寸和類型。四、數(shù)字扣型和API扣型轉(zhuǎn)換NC26=23/8“IF NC31=27/8“IFNC38=31/2“IF NC40=4“FHNC46=4“IF NC50=41/2“IF各種工具的抗拉、抗扭極限具體數(shù)據(jù)參看鉆井?dāng)?shù)據(jù)手冊(cè)五、常用工具的上扣扭矩ID(in)ThreaddaN-mft-1bWeight111/16“31/2“IF990~12307161~889714.155“DP(E)43/8“41/2“IF2622~276018965~1996331.245“DP(G)43/8“41/2“IF3312~372623956~2695031.995“DP(S135)23/4“41/2“IF3850~431027847~3117429.045“HWDP41/2“IF3312~372623956~2695074.5243/4“DC21/4“31/2“IF35002531669.761/4“DC21/4“4“I761/4“DC213/16“4“IF330023869123.661/2“DC21/4“41/2“IF420030379148.161/2“DC213/16“41/2“IF330023869146.47“DC21/4“51/2“REG565040867174.97“DC213/16“51/2“REG480034718163.28“DC213/16“65/8“REG715051716222.78“DC3“65/8“REG670048461218.89DDC213/16“75/8“REG1010073053290.29“DC6“BIT3“9700966~1242701606987~8983285.76“BITID(in)Thread31/2“REGdaN-m966~1242ft-1b6987~8983Weight81/2“BIT91/2“BIT121/4“BIT1656~22083864~446611978~1597027948~32303171/2“BIT75/8“REG4692~552033937~399269“NMDC3“75/8“REG908065676285.78“NMDC213/16“65/8“REG632045713222