【摘要】：油氣田開發(fā)過程中,尤其在大位移井鉆采過程中,隨著井身結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,管柱在井筒內(nèi)作業(yè)時高摩阻、高扭矩問題十分突出。在鉆井和下套管等管柱下入作業(yè)中,摩阻的影響愈加顯著,導(dǎo)致管柱強(qiáng)度降低;壓裂施工過程中,帶裸眼封隔器壓裂管柱下入困難,易發(fā)生砂堵。使用軸向振動減阻工具時,鉆具組合會產(chǎn)生小幅度的倒退,降低了鉆進(jìn)效率。針對以上問題,本文在綜合分析國內(nèi)外鉆井工程領(lǐng)域在減摩降扭方面的研究成果之后,最終采用直接有效的機(jī)械減摩降扭方法,即在井下使用減摩降扭工具。通過資料查找及調(diào)研,了解目前可被使用的減摩降扭工具種類和數(shù)量有限,且使用過程中存在一些不足之處。本文首先對減摩降扭工具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了鉆桿減磨接頭、管柱減摩減扭器、疏砂封隔器及軸向振動爬行器四種工具;設(shè)計(jì)并搭建了一種油氣井管柱減摩降扭工具性能實(shí)驗(yàn)裝置。對3D打印工具模型進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn);根據(jù)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和管柱下放等不同工況對工具進(jìn)行性能測試,同時模擬減摩降扭工具對于不同井下條件的適應(yīng)情況。通過對四種工具進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:在相同模擬實(shí)驗(yàn)條件下,通過對測量的扭矩實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行扭矩最大波動幅值及均值分析,確定鉆桿減磨接頭較為理想的橢圓長短半徑比為1.0625;確定管柱減摩減扭器橢圓外輪廓長短半徑比1.1時扭矩值最小,減扭效果最佳;驗(yàn)證了帶有疏砂槽的封隔器具有明顯的疏砂減阻效果,實(shí)驗(yàn)室條件下,疏砂槽個數(shù)為6的封隔器在下方過程中摩阻力最小;對軸向振動爬行器實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察,證明其結(jié)構(gòu)可行性及防逆行效果顯著。
【圖文】：

圖 2-1 鉆桿減磨接頭照設(shè)計(jì)思路，將公扣接頭與母扣接頭的減磨帶截面外圓設(shè)計(jì)成橢圓形的短半徑和常規(guī)鉆桿接頭一致，橢圓形的長半徑稍長一些。工具在使桿在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工況下產(chǎn)生小幅度的徑向振動，使得鉆桿與井壁之間的，從而減少摩擦阻力。該工具整體結(jié)構(gòu)簡單。管柱減摩減扭器 設(shè)計(jì)思路油氣田開發(fā)中，尤其大位移井鉆井過程中，，隨著井身結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，管等管柱下入作業(yè)中，管柱將承受較大的摩擦阻力，從而導(dǎo)致上提下大，鉆井過程中鉆壓傳遞困難；鉆柱摩擦力矩大，不僅降低了機(jī)械鉆矩傳遞的更加困難；而且扭矩過大將導(dǎo)致管柱出現(xiàn)斷裂。為解決以上一種能減小管柱與井壁/套管間摩擦阻力和扭矩的工具。

尤其大位移井鉆井過程中，隨著井身結(jié)構(gòu)入作業(yè)中，管柱將承受較大的摩擦阻力，從而程中鉆壓傳遞困難；鉆柱摩擦力矩大，不僅降加困難；而且扭矩過大將導(dǎo)致管柱出現(xiàn)斷裂。管柱與井壁/套管間摩擦阻力和扭矩的工具。點(diǎn)少管柱與井壁的接觸摩擦，外輪廓結(jié)構(gòu)主要采減少管柱與井壁之間的接觸時間，從而進(jìn)一步旋式流道時，產(chǎn)生旋流，有效地提高了攜巖能減摩減扭器三維裝配圖如圖 2-2 所示，各組成部
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE92

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本文編號：2601903