定向方法与定向专用工具介绍

定向方法与定向专用工具介绍1．单点定向此方法只合用造斜点较浅的状况，平常井深小于1000米。因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。施工过程以下：l〕下入定向造斜钻具至造斜点地点〔注意：井下马达必然按厂家要求进行地面试验〕。2〕单点测斜，丈量造斜地点的井斜角，方向角，弯接头工具面；3〕在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点；4〕调整工具面〔调整后的工具面是：设计方向角十反扭角〕。锁住转盘、开泵钻进；5〕定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，依据丈量的井斜角和方向角实时修正反扭矩的偏差，并调整工具面；6〕当井斜角抵达8～10度和方向合合时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。在单点定向作业中要注意：①在确立了反扭角和钻压后，要严格控制钻压的变化范围，平常在预约钻压±千牛〔2吨〕内变化；②每次接单根时，钻杆可能会转动一点，注意转动钻杆的打印地点至预约地点；③假如调整工具面的角度较大〔＞90度〕，调整后应活动钻具2～3次〔停泵状态〕，以便钻杆扭矩快速传达。第六节方向调整段轨迹控制一、什么时候需要下动力钻具调整井眼轨迹（1〕井眼的方向角不符合设计要求时。（2〕利用转盘钻已经达不到合理调整井眼井斜角和方向角的要求时。〔3〕井眼的井斜角不符合设计要求时〔转盘钻钻具组合已经达不到要求〕。二、下入什么样的钻具组合进行井身轨迹调整：依据井眼轨迹调整所需要的造斜率来决定下入的钻具组合，一般来说需要按造斜率的大小来选择钻具组合：造斜率在10°～15°/100米之间能够下入弯接头的钻具组合来完成。1定向方法与定向专用工具介绍造斜率在15°～30°/100米之间能够下入单弯的钻具组合来完成。造斜率在30°～45°/100米之间能够下入双弯的钻具组合来完成。〔当前改进了的单弯造斜率已有所提高〕三、如何确立钻具反扭角造斜点深度0～～～～～～3000(m)5001000150020002500反扭角(°)2030507090110一般状况：30°/1000米左右，但也有其余状况，反扭角不可以是是遇到钻压的影响，还遇到井目圆滑程度的影响等等。使用有线随钻，不用去认真考虑反扭角，能够经过地面阅读器看见工具面的地点。也不可以够用上述数据去判断，因为转盘锁定定向与有线随钻锁定方式不同样样。使用无线随钻时，能够参照上述数据去施工，提高转动工具放到地点的能力。、什么时候需要下入动力钻具调整井身轨迹：①、井眼的井斜方向角不符合设计要求；②、井眼的井斜角不符合设计要求；③、利用转盘钻已经达不是到合理调整井眼井斜角和井斜方向角的要求；、下入什么样的钻具组合进行井身轨迹调整：依据井眼轨迹调整需要的造斜率K来决定下入什么样的钻具组合，?一般来说需要按造斜率的大小选择钻具组合：造斜率K在10°～15°/100米之间能够下入弯接头组合来完成；造斜率K在15°～25°/100米之间能够下入单弯动力钻具完成；造斜率K在25°～45°/100米之间能够下入双弯动力钻具完成；造斜率要求不高，为了减少起下钻次数(在配合高效PDC钻头的状况下)，能够下入DTU组合来完成；、如何确立造斜组合的装置角：①、装置角对井眼轨迹的影响规律：②、依据井眼轨迹的需要，利用沙尼金图解法确立工具装置角的方法：2定向方法与定向专用工具介绍、选择必然长度的线段，代表角度值。、选原点O，作N、E坐标，依据Φ1作井斜方向线OQ。量OA=α1(长度代表角度)，以A点为圆心，以γ为半径画圆。C、作线段OB，使∠AOB=ΔХ，交圆于B、B′两点，连结AB和AB′。注意，ΔХ是有正负之分的。ΔХ为正时，是方向增添，以OA为始边顺时针旋转作出OB线。D、?用量角胸襟得∠QAB和∠QAB′两角，即得赠斜扭方向的装置角ω=∠QAB，减斜扭方向的装置角ω′=∠QAB′。E、用直尺量OB和OB′的长度，换算成角度，那么是增斜扭方向的井斜角α2=OB，减斜扭方向的井斜角α2=OB′。③、动力钻具反扭角的确定A、公式法计算反扭角(因为偏差太大，故略去)。B、经验数据法确立反扭角定向井专用工具一．井下马达井下动力钻具是常用的造斜工具之一，它分为涡轮钻具、容积式马达和电动钻具三大类。当前在我国大海定向井的井下马达使用方面，电动钻具已不存在，涡轮钻具也极少使用，平常使用容积式马达〔PDM型〕、容积式马达可分为迪那、纳维和螺杆钻具。容积式马达拥有以下长处：一是动力钻具所钻井眼尺寸与原井眼完满同样，不用再次下钻扩眼；二是井内有桥塞时，这种钻具能够钻过，并能在开始造斜前将井底循环洁净；三是空转转速与工作转速相差的幅度较小〔与涡轮比较〕，有益于钻头选型。在各样井下马达中，将要点介绍宽泛使用的螺杆钻具。1．迪那〔Dyna〕钻具〔l〕构造和种类迪那钻具主要由旁通阀总成、定子、转子、万向节总成和传动轴总成构成。主要分为五种规格：即200／500、500、500＋4、1000和1000低速。迪那钻具的装置扭矩见表9－2，其万向节总偏见图9－18。3定向方法与定向专用工具介绍2〕迪那钻具标准和操作参数〔见表9－3〕3〕迪那钻具的反扭角经验数据表〔见表9－4〕直井中的反扭角〔α＜2°都看作直井〕造斜点深度0～152305457～＞1524〔米〕152～305～4571524反扭角20°25°35°50°10°／305米〔4〕迪那钻具使用本卷须知：①依据钻井条件采用适合的钻具种类和合理的钻井参数，以提高迪那钻具的工作效率；②下井前应认真检查两头连结螺纹和台肩及外壳体有无变形，旁通阀能否敏捷圆满，并丈量轴承空隙。③下井前应进行试转，确立迪那钻具工作正常前面可下井。④迪那钻具下井时应控制下放速度，下钻遇阻不得硬砸硬压；⑤钻进时应保持平均送钻，防备溜钻、顿钻。钻进中应亲密注意泵压表的压力变化。当发现泵压忽然上涨时，应实时提起钻具，从头加压钻进；⑥保持钻井液含砂量不大于l％，以提高迪那钻具的使用寿命；⑦起出迪那钻具应认真检查旁通阀总成并把钻具内的钻井液排净，丈量轴承空隙，加油养护旁通阀。2．纳维〔NAVI〕钻具〔l〕纳维钻具种类Machl型多头螺杆马达②Mach2型单头螺杆马达Mach3型单头螺杆马达4定向方法与定向专用工具介绍〔2〕构造纳维钻具由旁通阀、定子、转子、万向轴、轴承总成和传动轴构成。3〕特色Machl型。其主要特色是长度短、转速低、扭矩大。合用于定向钻井、深井、牙轮钻头钻井和取心钻井。Mach2型。扭矩中等，合用于大段直井钻井，能够提高直井钻井机械钻速。③Mach3型。长度短、反扭矩小，合用于定向钻井、定向造斜和扭方向。〔4〕纳维钻具技术性能和技术参数〔见表9－6、9－6、9－7〕。．螺杆钻具l〕主要构造与工作原理。螺杆钻具由旁通阀、马达〔转子、定子〕、万向轴〔节〕和传动轴四局部构成〔见图9－19〕。螺杆钻具的工作动力来自循环钻井液，在必然压力下，钻井液泵入钻具，进入马达的螺旋形空腔使转子转动，此后动力经万向轴传达到传动轴和钻头上。所设计的旁通阀是为了在起下钻时使循环液绕过不工作的马达，交流钻柱与环空的钻井液通道〔构造见图9－20〕。当无钻井液循环或低泵冲循环时，在弹簧的作用下，阀心处于上部地点，此时旁通孔开启，钻井液可灌入钻柱或自钻柱泄出。阀心的挪动由流量大小决定，当钻井液泵量抵达必然数值时，水力推力战胜弹簧力，使阀心下移，关闭旁通孔，全部钻井液流经马达所作的功变换为机械能。〔2〕使用要求①钻井液的要求螺杆钻具关于各样钻井液都能有效地工作，包含油基、水基和乳化的钻井液。钻井液粘度和密度对钻具的影响很小，但对整个系统的压力有直接影响，假如介绍排量下的压力大于额定泵压值，就得减少钻井液排量，或许有必需降低经过钻具或钻头的压力降。钻井液中的砂粒等杂质会影响钻具性能，加快轴承和马达定子的磨损。所以，钻井液中的含砂量必然控制在l％之内，每种型号5定向方法与定向专用工具介绍的钻具都有各自的流量范围，只有在此范围内，钻具才能有较高的效率，一般状况下，流量范围的中间值是钻具最正确输入流量值。②流经螺杆钻具的压力降要求钻具悬空时排量不变，那么经过螺杆钻具的钻井液压力降也不变，随着钻头接触井底钻压增添时，钻井液循环压力增添，泵压也增添，司钻能够用以下公式来控制操作：打钻泵压＝循环泵压十螺杆钻具的负载压降。循环泵压，就是钻头没有接触井底时的泵压，也叫离底泵压。钻头接触井底，扭矩增大，泵压就要上涨。这时压力表的读数就叫作打钻泵压。离底泵压不是一个常数，它随井深和钻井液的特色变化而变化，但实质操作中，没必需随时测取循环泵压的精准值，一般取每次接单根后的离底泵压为近似值，这样做完满能够知足公式的精度要求。假如忘掉丈量，那么必然将钻具提离井底进行补测。钻具工作中，打钻泵压抵达最大介绍压力时，钻具产生最正确扭矩，连续增添钻压将增添泵压，当超出最大设计压力时，马达可能会停止转动，此时应立刻降低钻压，以防螺杆钻具内部破坏。③扭矩螺杆钻具的扭矩与钻井液流经马达产生的压力降成正比，转速与输入排量成正比，排量一准时，扭矩增添而转速根本保持不变，螺杆钻具从空载到满载，速度降低一般不超出10％左右。3〕使用方法①下井前的地面检查：A．用提高短节将钻具提起，坐入转盘卡瓦内，使旁通阀位于转盘之上，装上安全卡瓦，卸去提高短节；B．用木棒压下旁通阀的阀心至下死点，此后松开阀心，检查弹簧复位力〔旧马达有时因弹簧锈死，可能压不下〕；C．用木棒压下旁通阀心，向阀体内灌水检查密封性，如密封性好，那么小孔无水流出，此后松开阀心，那么有水从小孔流出；D．将螺杆钻具接上方钻杆，下放螺杆钻具使旁通阀处于转盘下方易察看的部位，慢慢开泵，当排量缺少以使旁通阀封闭时，应有钻井液从旁通孔流出，此后加大排量至马达启动，看驱动接头能否旋转，此时应记下泵的排量，停泵前，应再下放螺杆钻具让旁通阀阀口位于转盘以下，检查停泵时钻井液能否经旁通阀阀口顺利流出；6定向方法与定向专用工具介绍E．检查轴承空隙，参阅后边起钻检查局部。②螺杆钻具下井：A．地面检查结束后，用吊钳卡住驱动接头，用钻头盒把钻头和螺杆钻具接上，大钳只可咬在旋转传动轴驱动接头上；B．使用弯接头时，定向装置的定位镜必然和工具面对正，假如要用浮阀，那么可直接装在旁通阀上方，千万不要加在马达下面，否那么，浮阀就不起作用了，原由是钻井液可从旁通阀流入。假如在驱动接头和钻头之间还要加变换接头，那么对其长度应加以有限制，不宜超250毫米；出C．下放螺杆钻具时，挨次把弯接头、丈量工具、非磁钻具、钻铤、震击器、加重钻杆下入；D．螺杆钻具下井时应控制下放速度，免得下放过快而使马达倒转，进而造成内部连结螺纹脱扣。其余，控制下放速度，能够防备螺杆钻具在经过防喷器、砂桥、套管鞋等处撞坏钻具；．当下放深井段或遇到高温井段时，应分段循环钻井液冷却钻具，保护定子内衬橡胶。用MWD时，在下钻过程中，每500米应打通一次；．下钻接立柱时，必然用旋扣钳，不可以够用转盘；G．下钻时钻井液返出过多，可能是钻井液过稠或旁通阀被堵，造成钻井液不流入钻具，此时应准时向钻杆内输入钻井液，带单流阀时更是这样；H．螺杆钻具凑近井底时要放慢下钻速度，提早循环后再连续下钻。循环先用小排量，待井口近出钻井液后再加大排量；．不可以够顿钻或将螺杆钻具坐在井底开泵。③用螺杆钻具钻进：A．钻进前应充分循环，去除井底岩屑、井底岩屑去除不完满对定向钻井有较大的影响。详细方法是以正常的钻井液循环转动钻具〔每次转动30～度〕，挨次把积聚在井底的岩屑和沉砂去除，清理洁净后上提螺杆钻具～米，循环并记录、校正压力值；．开始钻进时，假如井底还未冲刷洁净，那么应迟缓加压，钻进速度不可以够太快，否那么钻头简单产生泥包，把螺杆钻具和钻头卡死；C．施加钻压不要过猛，钻压不是督查螺杆钻具工作的指标，但是作为参照指标，判断螺杆钻具工作的状况的主要依据是泵压；．钻进时，随时调整工具面到预约的数值；7定向方法与定向专用工具介绍F．连结每个单根调好工具面后必然坚固钻压，平均送钻，保证斜井段的曲线圆滑和定向精度。④起钻检查螺杆钻具：．等井底的井斜、方向等参数抵达要求后即可起钻，不要循环；B．起钻以前，在钻柱内注入一段加重钻井液，使钻杆内的钻井液顺利流出；C．将螺杆钻具提到井口，坐好卡瓦和安全卡瓦，用清水从旁通阀顶部进行冲刷；D．用内钳咬住螺杆钻具．一边用链钳顺时针转动驱动接头，一边从旁通阀上部注入清水〔假如反时针转动驱动接头，钻井液将从旁通阀阀口流出〕，此后注人少许的矿物油，不可以注入柴油；．把螺杆钻具提出转盘，并卸掉钻头，上好护丝，安稳放下钻台；．起钻过程中也应注意起钻速度，以防卡钻破坏钻具，并且必然用旋扣钳卸扣。不可以用转盘卸扣；G．每次从井里起出螺杆钻具，都必然检查轴承空隙〔如图9－21〕，假如轴承空隙超出最大赞成值，必然改换新轴承〔见表9－8〕。4〕螺杆钻具故障分析〔见表9－9〕。5〕国产螺杆钻具性能表。当前，国产螺杆钻具的质量提高较快，性能参数与入口马达无显然差别，加上价钱合理，维修方便，所以，国产螺杆钻具宽泛用于海上定向井。国产螺杆钻具的主要生产厂家及性能参数见表9－10～表9－12。为知足大排量的水力要求，国产螺杆钻具拥有中空分流的特色〔见表9－13〕。〔6〕反扭矩分析计算因为螺杆钻具右旋〔顺时针〕，故驱动接头上方的组合将产生反扭矩，定向对应试虑提早装置角，以除去这种反扭矩的影响。①查表法确立反扭矩〔表9－14〕：A．下述反作用扭矩是近似的，正确的反扭矩图可来自丈量结果或随钻测斜仪的读数；B．全力扭方向时的装置角为95°，预计的反扭角拜见表9－15。8定向方法与定向专用工具介绍②公式法计算反扭角：在计算jm≥时，先计算出临界长度Lo米，此后与当时的井深L比较。假定L＜Lo，那么将L代入式被骗算jm，假定L≥Lo，那么将Lo代入式被骗算jm。③用经验数据法确立反扭角。某种动力钻具在必然的井下条件下，经过一段时间的使用，累积必然的资料，能够摸清反扭角的变化规律。在此后的使用中，只需认识井下条件，就能够借用过去的资料来确立反扭角。7〕本卷须知：①弯接头下井以前，必然丈量曲折度能否正确，高边工具标线能否准确。②用SST及单点陀螺进行定向时，必然检查定位键能否与弯接头高边标线一致，并确认高边标线的方向；③用MWD时，检查钻头到MWD脉冲器的距离〔PTB〕，磁偏角及偏移〔offest〕能否打入计算机，