螺杆钻具使用工艺的完善与技术集成

1、浅谈钻磨工艺的完善及技术集成赵贵刚博奇珍邓健【摘要】:在结合现场实际情况的前提下，积极解决钻磨工艺各个环节的关键科技问题：钻头、钻具、中间连接部分和研磨部分，完善工艺结构，扩大应用范围和实际效果。同时，总结和完善钻磨工艺操作技术，增强处理井下事故的能力。【关键词】:钻磨工艺设计结构操作技术螺杆钻具是一种以液体为动力，将液体的动能转化为机械能的井下动力工具。当动力流体进入液压马达时，在液压马达的入口和出口处产生一定的压力差，该压力差推动液压马达的转子围绕定子轴线进行行星运动，从而为钻头提供转速和扭矩。钻塞实现返排堵漏；将落下的鱼的顶部磨碎；受损套管的修复；砂卡管柱套管铣等井下作业，无需钻杆旋转。

2、避免了转盘地面旋转时因井深扭矩大、动力传递速度损失大、弯曲扭矩大而容易造成钻柱断裂的事故，同时在小修作业中成功推广使用钻、磨、铣、套等检修技术。近年来，在利用螺杆钻具处理井下事故的实践中，结合实际情况，开展了科学技术研究，完善了钻磨工艺，形成了促进钻磨工艺的技术集成。一是加强科技研究，完善钻磨工艺各部分的设计结构，提高施工效率。在结合现场实际情况的前提下，积极解决钻头、钻具、中间连接件和地面部分的关键科技问题，完善螺杆钻具使用技术结构，扩大使用范围和实际效果。(a)丰富各种用途的钻头，扩大处理事故的广度和难度。1.钻头：这是一种在修井作业中常用的简单工具，用于钻水泥塞、钻砂桥和盐桥，以及刮去套

3、管壁上的赃物、硬蜡和一些矿物晶体。2.刮刀钻头：除了锋利的钻头功能外，还具有刮孔的功能，使井壁干净整洁。可用于衬管钻井、侧钻钻井(侧钻过程中可能会破坏形成的键槽)或钻井和研磨射孔弹垫等。3.三牙轮钻头：在修井作业中，三牙轮钻头是钻水泥塞、堵塞井筒砂桥和结晶各种矿物的工具。4.平底磨鞋：底表面焊有YD合金或耐磨材料的磨井落物工具，如磨钻杆和钻具落物。5.凹面研磨鞋：它们可以用来研磨小块和其他不稳定的物体。如钢球、螺栓、螺母、枪垫、钻杆、锥体等。因为磨鞋的底面是凹的，所以它在研磨过程中覆盖鱼，迫使鱼聚集在切割范围内并被研磨，然后被洗井液带出地面。6.钻铤研磨鞋：用于研磨井下不稳定、晃动的内孔落物，

4、如钻杆、千斤顶、油管等。7.梨形磨鞋：可用于研磨套管小的局部变形，修整接箍处套管产生的卷曲和起下钻过程中穿孔产生的毛刺和飞边，清理井壁上残留的矿物晶体和其它坚硬杂物，恢复通径。8.圆柱形磨鞋：用于修复轻微弯曲或轻微变形的套管，衬管下放时堵塞的井段，以及套管断裂、断裂错位少的井段。当上下套管的裂缝错位不超过40毫米时，可用来拉直裂缝，便于下一步工作顺利进行。9.内部铣鞋：主要用于修复损坏的鱼顶，如损坏11.裙边铣鞋：由于有裙边，可以将落鱼覆盖在裙边内，保证落鱼始终处于磨鞋的铣鞋范围内，落鱼用底切料研磨。这种铣鞋不仅可以用裙边铣成环形空间，还可以磨鱼顶。它能研磨各种振动管道和棒。12.套管铣鞋：也

5、称为空心铣鞋或铣头，是用于清除井下管柱和套管之间各种赃物的工具。它可以套磨环形空间的水泥、硬砂、石膏和碳酸钙晶体等。13.铣套：这是一种与铣套鞋结合使用的铣套工具。除旋转钻铣套外，还可用于冲砂、洗盐、热洗和解堵。14.局部反循环磨铣头：该工具与以往磨铣工具的不同之处在于，磨铣工具的水流冲刷方式由以往从上接头内孔进入、从底部通过工具内部的水孔返回的水流，转变为从工具外壁返回的局部正循环方式，转变为局部反循环方式。它能有效防止以往铣刀正循环方式造成的卡屑和套管磨损事故。(2)改进钻具模型，满足不同工况的需要钻具的主要部分是液压马达。液压马达由定子和转子组成。定子为内衬高弹性合成橡胶的钢管，内腔为螺

6、旋形，转子为经过特殊加工和高硬度防腐处理的螺杆。定子和转子组装后，形成一系列连续的共轭密封腔。随着密封腔的形成、改变和消失，转子被推动以在定子中围绕定子轴线进行连续的行星运动，以输出扭矩和功率。1.目前使用的钻机有三种：D100mm毫米、d95毫米和d73毫米，用于不同套管尺寸的井。其中，D100mm毫米和D95毫米钻具适用于套管尺寸为D177.8mm毫米和D139.8mm毫米的井况，D73毫米钻具用于侧钻小套管。2.不同长度(不同阶段)的电机，以满足不同轨迹的井况。例如，加长电机输出扭矩和功率大，可以满足长直井快速钻井的需要；短电机可以缩短整个螺杆钻具的长度，满足斜井或水平井增加造斜率的要求

7、。(3)创造性研究和开发中间工具，提高螺旋钻具的实际使用根据井下不同的工作条件，我们积极创造性地开发了三种中部专用工具，以满足不同井况的需要。1.强磁吸附分接头：油管分接头周围设置强磁套管固定。研磨铁质物体时，水流很难将铁屑带出井筒，环空中的铁屑容易造成钻具卡钻。强磁吸附短路到螺杆钻具旁路的上部，工作液携带的铁屑吸附在上面，避免了铁屑粘着现象。2.油套管接头：该工具为油套管连通的单向阀，由内向外关闭，由外向内连接。在斜井或水平井施工中，由于井眼轨迹的特点，钻井冲刷出的砂不容易从斜井或水平井段中带出。在施工过程中，将油套管和连接器连接到钻具的上部，当钻塞施工到大的设计深度时，引导反冲洗井的过程。

8、工作流体将通过连接器将井中的沙子带入油管，并将其带到地面。3.钻头重量定额：该工具的作用是确保钻头上的载荷始终为恒定值，确保钻头在施工过程中受到均匀的压力，以恒定的速度平稳钻进，并保护套管，尤其是在小套管中。(4)科学合理地设计地面装置，确保螺杆钻具的安全清洁使用。根据螺杆钻具的设计和结构特点以及现场的恶劣条件，有两种1.螺旋钻具防扭装置：在油田开发过程中，经常需要使用螺旋钻具钻水泥塞、磨桥塞和修整鱼顶。在施工期间，由于钻孔和地面物体的高硬度，扭矩被上传至井口油管。井口油管反向旋转扭曲，减小了扭矩力，导致施工无法顺利进行，延长了工期，浪费了人力物力。螺旋钻具防扭装置由固定管柱部分和防扭臂部分组

9、成。在施工过程中，固定管柱部分固定扭转管柱并将管柱的扭矩传递给抗扭臂。扭矩由等长的固定绳套克服，保证了钻磨施工的顺利进行，有效克服了油管的扭曲，操作过程简单，提高了实际操作效果。2.油田作业井液过滤装置：油田施工现场所需的井液经常暴露在户外，经常刮入杂物；同时，由于环保要求，冲砂、钻铣等施工中使用的工作液需要回收，所以从井筒中冲出来的细砂和刮下的杂物再次被打入井柱，造成钻井和工具堵塞。因此，施工过程很复杂，浪费了大量的人力和物力。过滤装置由外壳部分和内过滤部分组成，在施工时连接在水泥车和井口之间。液体通过入口接头、内过滤部件和出口接头进入井口，保证了井液的清洁，避免了施工失败，节约了作业成本。

10、二是规范施工，总结提高钻磨工艺的操作技术，提高处理井下事故的能力。(a)施工前仔细检查，确保有效施工。当螺旋钻需要再次下放时，必须仔细检查螺纹部分是否有松动迹象，螺旋钻外壳是否有影响安全的腐蚀或划痕。检查旁通阀，用锤子或棍子压下旁通阀的阀芯，同时向旁通阀注水。此时，旁通阀的侧孔不应泄漏。然后取下木棒，阀芯被弹簧弹回复位，注入的水从侧面的每个孔中均匀流出，可以认为是正常的。调试时，用大钳转动传动轴的轴头几次，然后下井。施工前检查，确保有效施工。(二)科学操作施工，实现高效施工。在磨铣各种井下物体的过程中，除了对磨鞋、铣鞋等各种零件的结构、形状和几何尺寸有一定的要求外，掌握和判断井下磨铣条件，选择

11、使用的工艺参数，配合磨铣施工中的各种技术措施也是非常重要的。如果上述各方面配合得当，可以提高研磨速度，保证生产的安全性。磨屑的识别：返回井口的磨屑有几种，如片状、丝状和砂状。当井内落物为稳定落鱼时(即落鱼被卡住并固定)，当材料含碳量较高时，磨屑呈细线状，表明WOB较小，应加大。在磨铣低碳鱼时，如果磨铣过程中出现大量的磨屑或铁粉，说明参数不合理或磨鞋磨损严重，需要更换新的磨鞋。 WOB:根据不同的坠物和不同的井深，选择不同的WOB。当用平的和凹的磨鞋磨削稳定的下落物体时，可以选择较大的WOB。梨形磨鞋、圆柱形磨鞋和裙形磨鞋由于承载面积小，不能使用较高的WOB值。转速：对于井下研磨，应选择较高的转

12、速，以获得较高的研磨速度，一般约为100转/分钟。然而，它应该与WOB一起使用。如果WOB是一个大而旋转的sp钻具跳车的处理：发生跳车时，一般可将转速降至50r/min左右，钻头重量降至10KN以下。1-2小时后逐渐加压。当钻具卡死并产生周期性突变时，表明磨鞋卡在地下。卡住的原因是：鱼靠在套管上、鱼碎片和钻屑沉积。无论是什么原因，提起钻具，改变铣具与鱼的相对位置，增加洗井排量，以确保磨损的碎屑被冲出地面。如果掉落物体的体积较大，研磨只能在用强磁性等工具打捞后继续进行。研磨各种橡胶：附着在鱼身上的橡胶会在研磨过程中造成麻烦，橡胶会导致研磨速度降低。在这种情况下，经过准确判断后，降低泵压或短时间完

13、全停泵，反复钻孔，用磨鞋将橡胶打碎。或者，单独的打捞工具(如抓斗、虎口、反循环打捞蓝等。)可以在研磨和碾磨之前运行以处理橡胶。附表：螺杆钻具施工故障分析及说明异常现象可能的原因判断和处理方法压突然上升电机失速将钻头提离井底，将压力降至正常循环压力，逐渐增加钻头压力，可确认为失速问题。零件卡住或钻头水孔堵塞当钻头离开井底时，压力表读数仍然很高，可能卡在或卡在某个位置，因此应检查或更换钻具。泵压慢慢上升钻头水孔堵塞将钻具提离井底。如果压力仍然高于循环压力，尝试改变循环流量或上下移动钻杆。如果失败，可能堵塞水孔，应检查或更换钻具。钻头磨损从井底离开钻头，将压力降低至正常循环压力，并继续增加WOB，但

14、仍然没有进尺。钻头可能已经磨损，只能更换地层变化轻轻提起钻具。如果压力与循环压力相同，它可以继续工作。泵压慢慢降低泥浆流量变小检查泥浆泵流量。钻杆损坏当钻具轻微提升时，压力表读数仍低于循环压力，这可能是钻柱穿孔，因此应提升钻柱进行钻孔检查。没有镜头地层变化适当改变WOB和循环流量(注意两者必须在允许范围内)钻头重量不当将钻具提离井底，检查循环压力，从小WOB开始逐渐增加WOB。旁通阀未关闭如果压力表读数低，如果钻具稍微抬起，泥浆泵启动和停止几次，仍然无效，则需要提出换孔并检查旁通阀。螺杆钻具故障通常伴随着压力波动，稍微抬起时钻具的压力波动范围较小，因此只能取出钻具进行检查和更换。(3)施工后及

15、时维修，延长钻具使用寿命。(1)使用后进行拆卸、清洁和检查，更换损坏的零件，并在装配过程中给各零件涂润滑油。运输过程中，应平放，防碰撞，严禁摔砸。(2)应采取措施减少储存期间的腐蚀，并放置在通风良好的工具架上。清洁定子橡胶衬里时不得使用蒸汽，以防止橡胶气缸老化。(3)避免阳光直射。储存场所的环境温度为5-35，相对气温不超过85%。防止日晒雨淋。三。结论根据现场生产情况，我们长期以来不断完善钻磨技术的设计结构，总结钻磨作业技术，提高利用钻磨技术处理井下事故的能力。参考：1.石油工业出版社采油技术手册石油英语词汇系列几个扩眼（孔扩大)井下封隔器（井底封隔器)配注（注射分配)配水器（注入分配器)配注系统（注射分配系统)偏心配水器（偏心注射心轴)井下作业（井下维修或操作)油壬（工会)修井（修井)完井井段（完井