国家科技重大专项(2011ZX05049-002-002)
- 作品数：12 被引量：103H指数：5
- 相关作者：付建红张德荣孔春岩罗伟梁政更多>>
- 相关机构：西南石油大学中国石化中国石油化工集团公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家高技术研究发展计划中国石油化工集团公司科技攻关项目更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程更多>>
- 随钻扩眼钻柱结构优选及现场应用效果评价被引量：6
- 2016年
- 在随钻扩眼作业过程中,扩眼工具组合是最重要的可控参数,不合理的钻柱结构会使钻柱振动加剧.鉴于此,基于有限元动力学分析方法,建立钻具-地层有限元动力学分析模型,模拟不同扩眼工具和钻柱结构对钻具运动轨迹、扭转角速度及钻杆等效应力的影响.研究结果表明：随着2段承压钻杆间普通钻杆长度的增加,下部钻具组合在高低边方向的运动加剧,承压钻杆长度增加,下部钻具振动减小;近钻头钻杆长度和位置对承压钻杆钻柱所受的等效应力和扭转角速度影响不大,但会改变加重钻杆的位置,使井口轴向力有很大变化.推荐目标区块0149.2 mm侧钻井眼内随钻扩眼工具组合为：双中心钻头＋0120. 0 mm单弯螺杆＋088. 9 mm无磁承压钻杆 1 -2 根＋088. 9 mm钻杆10-20根＋088. 9 mm加重钻杆1 5根＋088. 9 mm钻杆.所得结论可为解决小井眼随钻扩眼作业中稳定性差以及扭矩突变所引起的钻柱破坏提供参考.
- 张强付建红李浩然
- 关键词：随钻扩眼动力学模拟钻具组合
- 深井/超深井双作用强侧切开窗钻头研究被引量：2
- 2017年
- 针对深井/超深井套管开窗侧钻中套管壁厚且强度高、岩石可钻性差、钻头切削齿极易先期钝化导致的开窗效率低/开窗失败的问题,创新性地设计了一种双作用强侧切开窗钻头。设计中考虑了开窗钻头钻进的稳定性及载荷分布的均匀性,钻头冠部设计为内锥-双圆弧面和柱面,采用"等切削、等功率与等磨损"布齿理念和"螺旋高低交错"布齿规律,既能满足高效侧切金属又能快速切削岩石的设计目标;通过专有加工工艺技术的研究,完成了该新型开窗钻头的加工制造,并进行了现场应用。现场实际应用结果表明,与传统磨铣式铣锥开窗相比,研制的双作用强侧切开窗钻头由于采用了优化的布齿设计,钻头轮廓剖面扁平、切削面较短、横纵比较小,在窗口处有较强侧切力,切削套管产生的铁屑为大片状,效率提高了2.6倍以上,节省了窗口形成的施工时间和施工成本,能很好地适应深井/超深井硬地层的开窗侧钻作业。
- 张德荣孔春岩梁政梁政
- 关键词：深井钻头设计开窗侧钻
- 塔河油田同心随钻扩眼钻柱动力学研究被引量：5
- 2015年
- 老井侧钻是解决塔河油田含水率增加的主要技术,但井眼直径变小会对后续作业产生很大的影响,应用随钻扩眼技术可以解决此问题。但也存在钻柱动力学稳定性差、扩眼效果不理想和钻速低等问题。基于弹性力学理论及有限元分析方法,考虑弯曲井眼中钻柱受力、钻柱结构和领眼钻头与扩眼工具处钻压扭矩分配等因素的影响,由该区一口实例井扩眼参数建立了侧钻井同心随钻扩眼钻柱瞬态动力学模型。并研究BHA在小井眼中的运动状态,全钻柱关键位置动应力变化、井口轴向力、井口扭矩、钻柱轴向加速度和钻柱等效应力随加载时间的变化,模拟结果可为研究同心随钻扩眼钻柱的动力学性能和优化随钻扩眼施工参数提供了理论支持。
- 付建红向幸运孙伟佳陈康
- 波纹管胀形有限元分析被引量：2
- 2013年
- 为了分析钻井液围压、井眼曲率、弯曲方式以及地层温度等因素对波纹管胀形的影响，采用弹性力学理论，考虑几何非线性的影响，建立了波纹管胀形力学模型。建模时温度对波纹管胀形的影响通过改变波纹管管材的弹性模量和泊松比来模拟；通过对波纹管内、外施加面载荷来模拟波纹管胀形压力、钻井液围压或者外挤压力。模拟结果表明，当井眼曲率每30m在5°～12°之间变化、地层温度在20～180℃之间变化时，井眼曲率和地层温度对波纹管膨胀工作压力影响较小；弯曲方式对波纹管胀形的影响也较小。波纹管卸载后不圆度会增加，使得其内通径变小，所以在波纹管施工结束后需要进行机械胀形修正。
- 罗伟付建红杨兰田周伟宋科熊
- 关键词：波纹管胀形地层温度有限元分析
- 深井/超深井开窗钻头切削齿切削力学分析被引量：3
- 2016年
- 针对深井/超深井套管开窗侧钻的特殊性问题中所研究设计的双作用强侧切开窗钻头的结构特点,基于金属切削理论、开窗钻头与布齿规律,建立了开窗钻头切削齿切削力学模型,推导出开窗钻头的几何学方程,完成了切削齿切削力学模型的求解;最后使用本文研制的双作用强侧切开窗钻头进行套管开窗实验,对切削齿切削力学计算模型、仿真结果进行验证。结果表明:在开窗钻头切入套管的初始阶段,仿真计算得到的主切削力比实验所得数据略大,在中间阶段略小,到后期又略大;仿真计算结果能够准确地反映主切削力的变化规律,基本能满足工程应用的要求。本文研究结果为开窗钻头切削力的分析计算提供了理论依据,为深井/超深井套管开窗钻头的设计及切削力学研究提供参考。
- 孔春岩梁政张德荣钟琳
- 关键词：切削齿钻头设计开窗侧钻
- 中国石化超深井钻井技术现状与发展建议被引量：59
- 2013年
- 为了促进中国石化超深井钻井技术进步,加快深部油气资源勘探开发步伐,在统计、分析钻井数据的基础上,介绍了近年逐步成熟和得以有效应用的气体钻井、"PDC钻头+螺杆钻具"复合钻井、"孕镶金刚石钻头+涡轮钻具"复合钻井、"PDC钻头+扭力冲击器"复合钻井、35MPa高压喷射钻井、自动垂直钻井系统等超深井钻井提速技术。分析了普光气田、元坝气田及塔河油田等中国石化三大重点区域的超深井钻井技术现状:普光气田已钻井平均井深5 999.00m,平均钻井周期232.06d;元坝气田已钻井平均井深7 049.67m,平均钻井周期439.47d;塔河油田12区已钻井平均井深6 441.80m,平均钻井周期102.85d。分析认为,中国石化超深井钻井技术已达较高水平,但与欧美等石油工业发达国家相比尚有差距。最后,对中国石化超深井钻井技术的发展进行了思考,给出了发展建议。
- 闫光庆张金成
- 关键词：超深井钻井普光气田塔河油田中国石化
- 双层套管开窗工艺设计被引量：7
- 2013年
- 双层套管开窗是在开窗点处存在两层套管(油层套管和技术套管)时进行的开窗侧钻工艺。为了在现有开窗工具的基础上提高双层套管开窗的效率和成功率,针对双层套管开窗井的特点进行了分析与总结,将双层套管开窗过程分为6个阶段,并对其进行了定性分析计算,开窗过程理论计算结果与现场实际应用基本吻合,对现场施工具有普遍的指导作用,并得出双层套管开窗过程中存在两个死点:"上死点"和"下死点",特别对于"内软外硬"型双层套管组合,其关键点的转速和钻压应参照特殊井型钻压曲线制定。
- 张德荣孔春岩刘春林
- 关键词：开窗侧钻
- 双层套管开窗侧钻中钻头力学分析被引量：2
- 2016年
- 在双层套管开窗侧钻中,油层套管、水泥环、技术套管和地层岩石的硬度都各不相同,并且钻头在双层套管开窗过程中和导向器、油层套管、水泥环、技术套管、地层岩石的接触面不同。考虑开窗钻头在双层套管开窗侧钻时和油层套管壁、水泥环、技术套管壁及地层岩石的实际接触情况,建立双层套管开窗钻头弯矩数学模型,并结合现场工程实例,利用Matlab软件求解出三种不同工况下钻头弯矩与钻头水平移动距离的关系曲线。进而借鉴金属切削力学理论,研究钻头在开窗侧钻过程中的切削力、切削扭矩,校验开窗钻头的强度,提出了防止双层套管开窗侧钻过程中发生钻头憋卡断裂事故的技术建议。分析计算可为双层套管开窗钻头的设计与施工参数确定提供参考。
- 孔春岩梁政张德荣
- 关键词：开窗侧钻强度校核
- 顺北区块辉绿岩井段井壁稳定性分析被引量：12
- 2017年
- 顺北地区多口井在钻进奥陶系桑塔木组辉绿岩侵入体时掉块严重,导致井下频繁蹩钻、阻卡,上提钻井液密度后多次引发井漏,多次堵漏但效果不明显。基于辉绿岩的微观结构特性分析,通过开展辉绿岩理化性能测试和岩石力学实验,结果表明:辉绿岩基岩矿物主要以斜长石为主,缝间填充物矿物主要包括石英、斜长石和黏土矿物,水化不易分散、稳定性好、水化膨胀应变非常小,不易造成井壁坍塌失稳;辉绿岩具岩石硬脆性、强度高而弹塑性差的力学特征,微裂缝发育的弱理面效应导致辉绿岩岩体整体强度降低易造成井壁坍塌失稳。根据裂缝对辉绿岩强度的影响规律,建立了辉绿岩地应力与坍塌压力剖面,从而得出了辉绿岩合理钻井液密度窗口,并在顺北1-3、顺北1-6H等后续钻井中取得成功应用,具有推广应用价值。
- 胡广强白彬珍柯珂
- 关键词：辉绿岩井壁稳定性岩石力学
- 大斜度小井眼随钻扩眼钻柱动力学研究被引量：3
- 2013年
- 随钻扩眼钻井技术是一种能有效解决小井眼钻井难题的重要技术,但存在钻柱动力学稳定性差、扩眼效果不理想和钻速低等问题。文章针对TH-A井■149.2mm大斜度小井眼随钻扩眼至■170mm井眼作业过程,基于有限元力学分析方法,建立了适合大斜度小井眼的随钻扩眼钻柱动力学模型,采用Newmark法进行随钻扩眼有限元动力学模拟,研究BHA在小井眼中的运动状态,分析钻柱各关键位置处扭转角速度、扭矩、等效应力、井口轴向力及扭矩的时间响应。模拟结果与实测吻合较好,为研究随钻扩眼钻柱的振动特性,优化随钻扩眼措施提供了理论支持。
- 郑欣付建红周伟侯子旭郑晓龙
- 关键词：随钻扩眼钻柱振动动应力
