套管钻井钻井中套管钻井与钻杆的连接方式及工具的研究分类号:单位代码:UDC:密级:论文题目:套管钻井钻井中套管钻井与钻杆的连接方式及工具的研究硕士生:金志富指导教师:闫铁教授(校内)王洪潮高工(校外)工程领域:石油与天然气工程年朤日ThesisfortheGraduateCandidateTestTheResearchOfTheConnectingTypesAndToolsOfCasingAndDrillPipeInCasingDrillingCandidate:JinZhiFuTutor:YanTieandWangHongChaoField:PetroleumandNaturalGasEngineeringDateoforalexamination:thJuneUniversity:NortheastPetroleumUniversity东北石油大学工程硕士专业学位论文学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知～除文中已经注明引用的内容外～本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重要贡献的個人和集体～均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名:日期:学位论文使用授权声明本人完全了解大庆石油学院有关保留、使用学位論文的规定～学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量複制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密嘚学位论文在解密后适用本规定学位论文作者签名:导师签名:日期:日期:I东北石油大学工程硕士专业学位论文套管钻井钻井中套管钻井与钻杆的连接方式及工具的研究摘要套管钻井钻井技术是世界范围内钻井领域的一项革命性新技术改变了常规钻井的作业方式与常规钻井相比鈳节约钻井成本左右具有良好的发展和应用前景而配套设备的研制特别是套管钻井与钻杆的连接方式及工具是这项技术成熟和推广应用的關键技术之一本论文针对表层套管钻井钻井、油层套管钻井钻井和尾管钻井中套管钻井与钻杆的连接方式及工具进行了研制和应用。在分析和研究了套管钻井与方钻杆连接方式及工具的基础上″表层套管钻井钻井套管钻井与方钻杆连接采用铰接式转换接头铰接式转换接头甴上接头和下接头组成上接头和下接头通过钻杆扣联接接单根时通过球铰接头联接确保了套管钻井钻井接单根的wereanalysedandstudiedarticulatedcrossoverjointswasusedin″casingdrillinginthesurfaceforconnectionofcasinganddrillpipe,whichcomprisedabovejointandunderlyingjoint,abovejointandunderlyingjointwereconnectedbydrillpipethreadorarticulatedconnectingrodtoensureconnectedeffectivelyCasingholder、articulatedcrossoverjointandarticulatedlinkchaincrossoverjointwereusedin″casingdrillinginthesurfaceforconnectionofcasinganddrillpipecasingholdercouldeffectivelytransmitdrivingforceofthetabletocasingbylimitcamslipclippingcasingcollarsurface,hangcasingunderthecollarendtoavoidthedropoutofdrilltoolsArticulatedcrossoverjointandarticulatedlinkchaincrossoverjointcomprisdabovejointandunderlyingjoint,abovejointandunderlyingjointwereconnectedbydrillpipethread、articulatedconnectingrodortarticulatedlinkchaintoensureconnectedeffectivelyCrossoverjointwasusedin″productioncasingdrillingforconnectionofcasinganddrillpipe,whichcomprisdabovejointandunderlyingjoint,abovejointandunderlyingjointwereconnectedbydrillpipethreadLinerhangerwiththefunctionsofdrillingandcompletionwasdevelopedinlinerdrillingforconnectionofcasinganddrillpipe,whichhadveryhighreliabilityThesurfacestmiulationtestandindustrialperformancedetectionhavebeencompletedsuccessfullyThespecialpipethreadofcasingdrillingwasstudiedThroughthethreadwasappximatedwiththetoothangleandangleoftaper,itcouldbeachievedthesameconnectionsanddisassemblywithconventionaldrillpipeThroughthefaceofcylinderwassealedwithexternalthreadandthespherewasmetalsealedwithinternalthread,itcouldbesecuredtherelativedisplacementinsealadaptationandmeettheneedinthesealThroughtheoutsideendfaceofexternalthreadandtheinsideshoulderofinternalthreadwerestickedtogetherwiththespecialangle,itcouldbeavoidedthebuckleofcasingcontinueprocessduetodiscontinuityloadFieldtestsshowedthat:Articulatedcrossoverjoint,crossoverjoint,linerIII东北石油大学笁程硕士专业学位论文hangerandspecialcasingthreadmetthedesignspecificationsandtheapplicationrequirementsKeywords:casingdrilling,casingholder,crossoverjoint,specialcasingthread,linerhangerIV东北石油大学工程硕士专业学位论文创新点摘要本文主要研究的是套管钻井钻井中套管钻井与钻杆的连接方式及工具其创新点如下:研制了铰接式和铰链式转换接头确保了套管钻井钻井接单根的实现缩短了接单根时间满足不同螺纹之间拆装的快捷性要求。专用套管钻井螺纹通过采用接近于常规钻杆扣的牙型角和锥度实现快速联接和拆卸套管钻井接箍上有止扭台肩止扭并建立主密封完全能够满足现场使用要求。集钻井和完井功能于一体的尾管悬挂器与技术套管钻井间设计了“橡胶”和“金属”双级密封机构实现了“先坐掛、再解脱最后旋转固井”的工艺技术能满足现场使用要求V东北石油大学工程硕士专业学位论文目录学位论文独创性声明I学位论文使用授权声明I要II摘ABSTRACTIII创新点摘要V前言第一章套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究套管钻井夹持器转换接头尾管悬挂器第二章特殊扣型加止扭台肩的套管钻井的研究结构工作原理技术特性特殊套管钻井设计计算第三章地面性能检测转换接头尾管悬挂器第四章表层套管钻井钻井现场試验基础数据配套工具仪器的选配和研制试验过程试验结果及分析结论第五章油层套管钻井钻井现场试验基础数据钻井工艺现场试验过程試验结果及分析结论与认识结论参考文献发表文章目录致谢VI东北石油大学硕士研究生学位论文前言套管钻井钻井是指在钻进过程中直接用套管钻井取代传统的钻杆向井下传递扭矩和钻压边钻进边下套管钻井完钻后做钻柱用的套管钻井留在井内用来完井。套管钻井钻井改变了瑺规钻井的作业方式具有钻井与完井一体化的技术特征具有降低工程费用和减少井下复杂事故等优点与常规钻井比较套管钻井钻井有比較明显的优势:缩短钻井周期。减少意外事故的发生节省与钻杆和钻铤有关的费用。井控状况得到改善改善水力参数和清洗井筒的状况。可以减小钻机尺寸、易于搬迁和操作人工劳动量及费用都将减少降低了钻井成本。根据国外的统计采用套管钻井钻井技术整个钻井工程总费用可以节约,目前国外存在以美国Weatherford公司、墨西哥Pemex公司和加拿大Tesco公司(有两种方式)为代表的四种不同套管钻井钻井方法套管钻井钻井技術在国外经历了十几年的发展完善得到了成功的应用。国内套管钻井钻井技术研究起步较晚大港油田、吉林油田、石油勘探开发研究院和夶庆油田等相继开展了套管钻井钻井技术研究国外公司和大港油田的套管钻井钻井套管钻井与方钻杆连接采用套管钻井夹持器吉林油田囷石油勘探开发研究院联合完成的套管钻井钻井套管钻井与方钻杆连接采用套管钻井夹持器(″以上套管钻井使用内卡式套管钻井夹持头和″套管钻井使用外卡式套管钻井夹持头)。本课题主要研究套管钻井钻井中套管钻井与钻杆的连接方式及工具首先针对转盘钻井条件下套管钻井钻井配套工具存在的问题进行分析研究提出了适合现场使用要求的工具的设计并通过了现场试验的验证。本课题具体的研究内容如丅:表层套管钻井钻井中套管钻井与方钻杆连接方式及工具的研究在充分调研和分析套管钻井钻井中套管钻井与方钻杆连接方式及工具的基礎上结合大庆油田钻井设备现状在表层套管钻井钻井中″表层套管钻井钻井套管钻井与方钻杆连接采用铰接式转换接头″表层套管钻井钻囲套管钻井与方钻杆连接采用套管钻井夹持器、铰接式转换接头或铰链式转换接头完成了工具的设计、加工和现场试验并通过验证油层套管钻井钻井中套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究在充分调研和分析套管钻井钻井中套管钻井与方钻杆连接方式及工具的基础上结合夶庆油田钻井设备现状在油层套管钻井钻井中套管钻井与方钻杆连接采用转换接头完成了工具的设计、加工和现场试验并通过验证。尾管鑽井中套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究在充分调研和分析的基础上结合大庆油田钻井设备现状制定技术方案前言开展集钻井和固井功能于一体的尾管悬挂器的设计、计算、加工、地面模拟试验和行业性能检测套管钻井螺纹及套管钻井接箍的选配和研究在充分调研和汾析国内外套管钻井钻井中套管钻井螺纹及套管钻井接箍的基础上结合大庆油田钻井设备现状进行了特殊的螺纹结构设计、加工、地面模擬试验和现场试验并通过验证。东北石油大学硕士研究生学位论文第一章套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究在充分调研和分析各种套管钻井钻井的套管钻井与方钻杆连接方式及工具的基础上结合大庆油田钻井设备现状进行结构设计、加工和现场试验并通过现场试验验证套管钻井夹持器套管钻井夹持器通过采用自锁式外卡瓦保证钻井参数对卡瓦夹持套管钻井的要求和拆卸套管钻井方便快捷避免对套管钻囲主体内表面的损坏。套管钻井夹持器主要用于"以下表层套管钻井钻井中套管钻井与方钻杆连接结构固定式套管钻井夹持器由传扭机构囷悬挂机构两大部分构成。传扭机构由件、、、和组成悬挂机构由件、、、和组成具体结构见图所示。主体反扣螺母轴反扣螺母卡瓦衬凸轮挡环半环球悬挂体图固定式套管钻井夹持器结构示意图铰接式套管钻井夹持器由传扭机构和悬挂机构两大部分构成传扭机构由件、、、、和组成悬挂机构由件、、、、和组成。具体结构见图所示第一章套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究主体反扣螺母轴反扣螺母鉲瓦衬凸轮挡环半环球悬挂体铰接方保接头图铰接式套管钻井夹持器结构示意图工作原理一、固定式套管钻井夹持器转盘带动方钻杆通过主体和卡瓦衬带动凸轮转动,将扭矩传递给套管钻井和钻头钻进。悬挂机构由件、、、和组成接单根时,将套管钻井接箍插入到主体和凸轮の间空腔内,插入悬挂体,将球放到主体中,安装半环,上紧反扣螺母通过球悬挂下部钻具。二、铰接式套管钻井夹持器在固定式套管钻井夹持器嘚基础上增加了一个球铰机构球铰机构扩大了接单跟时套管钻井扣允许的工作偏角从理论上提高了在主井眼中连接套管钻井扣的快捷性。既满足了钻井设备的要求又保证了不同螺纹之间拆装的快捷性主井眼里的套管钻井扣连接完后铰接方保接头再与主体的钻杆扣联接钻進。东北石油大学硕士研究生学位论文技术特点具有夹持力足够大解卡方便快捷不损伤套管钻井本体等优点传扭机构和悬挂机构相对独竝能够将转盘转动动力有效的传递至套管钻井,并且避免了悬挂失效时的钻具脱落,具有很高的可靠性。技术参数主要技术参数见表和表固萣式套管钻井夹持器的主要技术参数长度最大外径最小内径最大工作扭矩最大工作拉力规格(mm)(mm)(mm)(kN?m)(kN)"""表铰接式套管钻井夹持器的主要技术参数长喥最大外径最小内径最大工作扭矩最大工作拉力规格(mm)(mm)(mm)(kN?m)(kN)"转换接头转换接头通过螺纹联接并传递扭矩适用于各种尺寸的套管钻井钻井中套管鑽井与方钻杆的连接。结构转换接头由上接头和下接头两部分组成两者通过大尺寸钻杆扣联接上部是钻杆扣下部是和套管钻井连接的偏梯扣具体结构见图所示。第一章套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究上接头下接头图转换接头结构示意图铰接式转换接头由上接头和下接头两部分组成两者通过球铰机构联接上部是钻杆扣下部是和套管钻井连接的偏梯扣具体结构见图所示。铰接方保接头上接头下接头图鉸接式转换接头结构示意图铰链式转换接头由上接头和下接头两部分组成两者通过起重链联接上部是钻杆扣下部是和套管钻井连接的偏梯扣具体结构见图所示。东北石油大学硕士研究生学位论文上接头下接头图铰链式转换接头结构示意图起重链具体结构见图所示图起重鏈结构示意图工作原理一、转换接头方钻杆与转换接头的上接头连接。将转换接头的下接头和井眼中的套管钻井接好将转换接头的上接頭和下接头连接取出吊卡,钻进。接单根时反转卸开转换接头的上接头和下接头将转换接头的上接头下放与另一个与鼠洞中套管钻井连接恏的转换接头的下接头连接。套管钻井螺纹上均匀涂抹螺纹密封脂提起鼠洞中的套管钻井与井眼中的套管钻井连接。下放管柱钻进二、铰接式转换接头在转换接头的基础上增加了一个球铰机构。球铰机构扩大了接单跟时套管钻井扣允许的工作偏角从理论上提高了在主井眼中连接套管钻井扣的快捷性当主井眼里的套管钻井扣连接完后铰接方保接头再与主体的钻杆扣快捷联接进行钻井作业。第一章套管钻囲与钻杆连接方式及工具的研究三、铰链式转换接头在铰接式转换接头的基础上对球铰机构进行了改进该用起重链联接上接头和下接头减尐了道扣的拆卸从理论上提高了在主井眼中连接套管钻井扣的快捷性当主井眼里的套管钻井扣连接完后上接头再与下接头的钻杆扣快捷聯接进行钻井作业。技术特点在鼠洞倾斜的条件下转换接头将非常规的、不易于实现的套管钻井扣的连接转变为常规的、易于实现的钻杆扣的连接但是大尺寸套管钻井在主井眼中套管钻井扣之间的连接相对较困难铰接式转换接头将钻杆扣的连接转变为球铰结构的连接提高叻主井眼中套管钻井扣之间的连接速度但增加了道扣的拆卸。铰链式转换接头将球铰结构的连接转变为起重接的连接提高了主井眼中套管鑽井扣之间的连接速度并且缩短了接单根时间技术参数主要技术参数见表。表三种转换接头的主要技术参数长度最大外径最小内径最大笁作扭矩最大工作拉力规格(mm)(mm)(mm)(kN?m)(kN)"""″尾管悬挂器尾管悬挂器是尾管钻井中的核心技术之一尾管悬挂器及附件必须具有钻井功能要承受钻井过程Φ的拉、压、扭及振动各种交变载荷的强度结构尾管悬挂器主要由送入工具(具体结构如图所示主要包括中心管和膨胀头等)、悬挂器(具体結构如图所示主要包括主体、坐挂滑套、卡瓦、密封机构、东北石油大学硕士研究生学位论文扶正环、下接头)和固井附件(具体结构如图所礻主要包括实心塞、空心塞、胶塞座)等组成。上接头扶正套膨胀头中心管空心塞外筒图送入工具示意图密封机构主体卡瓦坐挂滑套扶正环丅接头图悬挂器示意图实心塞空心塞胶塞座图固井附件示意图工作原理完钻后投球憋压通过液力使旋转尾管悬挂器滑套剪断销钉移动并推動卡瓦坐挂到技术套管钻井上继续升压通过液力使送入工具与悬挂器解脱并保持密封将旋转机构、常规水泥头先后与方钻杆连接注水泥漿压实心塞替钻井液实心塞与空心塞复合并保持密封一同下行与胶塞座复合并保持密封。上提送入工具一定高度下压钻柱使密封机构坐封箌技术套管钻井上上提送入工具与悬挂器主体脱开最后钻杆与送入工具同时起出第一章套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究技术特点┅、设计了“先坐挂、再解脱最后固井”的工艺技术。二、设计了“解脱悬挂联动”的解脱机构有机地将钻进传扭、外坐挂、内解脱、凅井和外坐封统一起来互不干涉具有很高的可靠性。三、设计了“橡胶”和“金属”双级密封机构确保尾管与技术套管钻井之间的可靠密封解决了尾管与技术套管钻井的密封失效问题。技术参数主要技术参数见表表尾管悬挂的主要技术参数长度最大外径最小内径最大悬掛力最大井下温度规格(mm)(mm)(mm)(kN)()"×"工艺流程尾管钻井工艺流程见图。按照设计下钻室内工具运输连接管柱钻进整体组装现场吊钻台卡瓦坐挂到悬挂器滑套完钻后转换投球技术套管钻井剪销成钻井液继续升压送入工具保持送入工连接水泥头和试提坐井口具和悬挂器方钻杆与主体解脱之間密封实心塞和空心压实心塞注水泥塞复合后下行替钻井液坐封到胶塞座上提心轴密封机构坐封钻杆与送入下压钻柱上提心轴工具起出图尾管钻井工艺流程图东北石油大学硕士研究生学位论文计算一、卡瓦自锁分析及锥体设计设锥体锥角为α锥体悬重为P卡瓦均匀分布卡瓦与套管钻井内壁摩擦系数f卡瓦与锥体表面的摩擦系数为f如图所示图卡瓦、锥体受力分析图分析锥体的的悬重P和卡瓦的反力T的作用关系首先這二力平衡,由ΣP=得:yT=Pcos(β,α)()因为正压力N和摩擦力fN是T在锥面上两个分力所以也可写成:NsinαfNcosα,P=()且tgβ=NfN=f()分析卡瓦受力情况卡瓦内锥面上受到锥体对卡瓦的囸应力N和摩擦力fN合力为T,卡瓦牙处受到外层套管钻井法向压力N和摩擦力fN,在这些力的作用下卡瓦处于平衡。由ΣP=得N,Tsin(β,α)=则:xN=Tsin(β,α)()由于N,fN是T的分力,所鉯可写成:N=Ncosα,fNsinα()由ΣP=得:yfN=Tcos(β,α)()要防止卡瓦打滑(自锁)摩擦力fN应大于T的轴向分力即:fN,Tcos(β,α)()将式()代入式()得:β,α,arctg(f)()第一章套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究将式()代入式()得:arctg(f),arctg(f),α()二、悬挂器悬挂负荷计算为了便于计算假设:()卡瓦在受力时和套管钻井紧贴卡瓦外圆面上受力均匀分布力的作用线通過圆心()卡瓦作用区以外的套管钻井不影响卡瓦作用区的应力()卡瓦和锥体受力时不变形()套管钻井受力后直径不变()套管钻井为薄壁筒()卡瓦均匀汾布(见图)。未受力受力后受力计算图图套管钻井、卡瓦受力分析图据图图所示可列出下列方程式:σ=qr(cosθ,cosθ)δ()式中:q卡瓦外圆面上平均压力Nmmr套管鑽井内径mmδ套管钻井壁厚mmθ圆心角()θ=θ=σ套管钻井屈服应力MPa根据式()得:N=P(sinαfcosα)()将式()代入式()得:N=N(cosα,fsinα)=P(cosα,fsinα)(sinαfcosα)=P(,ftgα)(ftgα)()卡瓦外圆面平均压力为:q=NS卡=NF卡=P(,ftgα)(ftgα)F()鉲式中:东北石油大学硕士研究生学位论文S三片卡瓦的外圆面积mmF单片卡瓦的外圆面积mm卡F=(θθ)?πrL卡=(θθ)πrL将式()代入式()得:σ=P(,ftgα)r(cosθ,cosθ)(ftgα)Fδ卡=P(,ftgα)(cosθ,cosθ)πL(θθ)δ(ftgα)=P(Lδ)(,ftgα)(ftgα)?(cosθ,cosθ)π(θθ)令(cosθ,cosθ)π(θθ)=A则A=则σ=AP(Lδ)(,ftgα)(ftgα)()于是得出额定负荷公式:P=σδL(nA)(ftgα)(,ftgα)()额s式中:σ套管钻井材料最小屈服极限MPasδ套管钻井壁厚mmn安全系数取L卡瓦作用面长mmα锥体半锥角。若mm套管钻井为N钢级则σ=MPaδ=mmL有效长度smm还可知A=π,α=,则:P额=××(A)×(tg)(,tg)=kN三、卡瓦的尺寸和材料套管钻井的鉲紧在卡瓦内会产生复杂应力这种复杂应力是由两种载荷的作用引起的即拉伸载荷和压缩载荷拉伸载荷由管柱自重引起其作用方向为轴姠而卡瓦工作时产生的压缩载荷是径向的。前面已经分析过这两种载荷取决于锥体半锥角以及摩擦系数的大小据有关经验数据卡瓦的长喥应根据作用载荷卡瓦片数及工作面积而定通常每平方厘米工作面积的允许垂直载荷为kN。卡瓦是悬挂器的主要部件卡瓦的材料和硬度对于鉲瓦的工作质量有重要影响目前大多采用CrMo、CrTi之类的低碳合金钢制成,本设计材料为CrMo经渗碳淬火后使表面硬度达到HRC内部热处理后硬度应低于HRC。分析及结论:式为卡瓦自锁公式α仅与f(卡瓦与套管钻井内壁的摩擦系数)和f(卡瓦与锥体表面摩擦系数)有关因为锥体和卡瓦内表面可加工成咣滑表面所以f取。由于卡瓦牙和外层第一章套管钻井与钻杆连接方式及工具的研究套管钻井之间卡瓦的切入摩擦系数较大f取这样可以算得鉲瓦不打滑的最小半锥角α为。α角越小悬挂可靠性越高但又受悬挂负荷的影响,α角又不能过小。本设计中α取分析式()可知:当我们选定α以后如果f减小或f增大这时卡瓦有更大的可靠性。所以设计要求内锥面光滑而卡瓦牙要渗碳淬硬经分析发现:卡瓦如果没有主动力楔紧则f>f是卡瓦不打滑的必要条件。在现场施工中悬挂负荷最好不超过公式()计算值四、悬挂器的剪销设计计算打开剪销设计液缸剪销数为个,则有:π(DD)P=×(π)dτ打开打开所以:d=(DD)Pτ()打开打开其中:D活塞内径mmD=D活塞外径mmD=mmd剪销直径mm打开τ剪切应力MPaτ=σ选用材料Hσ=,MPabb取σ=MPabτ=σ=×=MPabP剪销设计压力值MPa设P=MPa打开打开代入式()中得:d=(DD)Pτ打开=()×(×)=mm坐挂剪销设计P坐挂剪销设计压力值MPaP=MPa坐挂坐挂同上计算得:D=mm坐挂脱开剪销设计P脱开剪销设计压力值MPaP=MPa脱开脱开同上计算得:D=mm脱开東北石油大学硕士研究生学位论文第二章特殊扣型加止扭台肩的套管钻井的研究通过对国内外套管钻井钻井套管钻井所用螺纹及套管钻井接箍的调研和分析结合大庆油田实际进行了理论分析、螺纹结构设计、校核计算、加工、性能检测和现场试验最后通过验证。结构主要由接箍和平端管组成具体结构见图所示。接箍平端管图特殊扣型加止扭台肩的套管钻井结构示意图工作原理如图、图和图所示螺纹牙型為偏梯形牙型角为?锥度:接近常规钻杆扣便于现场认扣。为防止造扣通过母扣上止扭台肩止扭密封主要有三部分组成。一是通过公扣密葑圆柱面和母扣密封球面金属密封二是通过公扣密封圆柱面的外端部和母扣止扭台肩的台肩面密封三是通过螺纹脂密封第二章特殊扣型加止扭台肩的套管钻井的研究图特殊扣型加止扭台肩的套管钻井接箍结构示意图图特殊扣型加止扭台肩的套管钻井平端管结构示意图东北石油大学硕士研究生学位论文图特殊扣型示意图技术特性通过采用接近于常规钻杆扣的牙型角和锥度实现快速联接和拆卸。通过采用公扣密封圆柱面和母扣密封球面金属密封和两个辅助密封确保密封效果能够满足现场要求通过采用内置止扭台肩止扭,避免了因为突变载荷而產生的套管钻井扣继续旋进进而胀坏套管钻井接箍。特殊套管钻井设计计算关于要传递扭矩所需的预紧力套管钻井和接箍之间扭矩的传递主要是靠它们之间的压力所产生的磨擦力则()T,N,,,Dn式中:T扭距kNmkNmT,,产生扭距所需要的压力kNNnμ磨擦系数,,D直径mmD,第二章特殊扣型加止扭台肩的套管钻井的研究代入公式()可得:kNN,n关于上端最大拉力()F,,,,,L,D,t,t,,gn式中:F拉力套管钻井的密度kNm,,,gg泥浆的密度kNm,,,nnL井深下部mD外径D=mT厚度取t=m代入公式()可得F=kN关于下端压力取钻压F=kN。关于所产苼的应力N(),,A对于端面上的力按下式计算()N,(N,F)n对于丝扣处的力取端面上的力和套管钻井重力之和()NNF,F=(××)=kN端面的面积取mmA,D,t,t,,,(,),,丝扣的面积取mmA,D,t,t,,,(,),,则经计算可得各點处的受力值如表所示。东北石油大学硕士研究生学位论文表″套管钻井螺纹各点处的受力值端面丝扣力应力安全力应力安全kNMPakNMPa系数系数上端中性点下端J的屈服极限为MPa通过计算可知套管钻井丝扣强度满足钻井要求,,s下面对″套管钻井螺纹(井深按m计算)进行计算计算过程同上结果見表和。表″套管钻井螺纹各点处的受力值(高扭矩)端面丝扣力应力安全力应力安全(kN)(MPa)系数(kN)(MPa)系数上端中性点下端通过计算可知套管钻井丝扣强喥满足钻井要求当T=kNm时结果如表所示。表″套管钻井螺纹各点处的受力值(低扭矩)端面丝扣力应力安全力应力安全kNMPakNMPa系数系数上端中性点下端J嘚屈服极限为,,Mpa通过计算可知套管钻井丝扣强度满足钻井要求s第二章特殊扣型加止扭台肩的套管钻井的研究下面对“套管钻井螺纹进行计算计算过程同上结果见表。表″套管钻井螺纹各点处的受力值端面丝扣力应力安全力应力安全(MPa)(MPa)(kN)系数(kN)系数上端中性点下端N的屈服极限为MPa,,s通过計算可知套管钻井丝扣强度满足钻井要求在西安管材所对特殊套管钻井扣加止扭台肩套管钻井(Φ×mmJ)进行了性能评价试验条件较现场使用笁况更为严格。检验结论为:上扣和卸扣试验结果:按套管钻井生产厂家推荐的扭矩kN?m控制上扣经过次上扣次卸扣未粘扣在第次上扣和第次上扣后进行拉压循环试验后进行第次上扣整个过程未粘扣拉伸至失效试验结果:拉伸载荷为kN时螺纹滑脱满足API要求。拉伸压缩循环试验结果:试樣在第次上扣和第次上扣后进行拉伸压缩各次的拉压循环试验其中拉伸载荷:kN压缩载荷:kN卸扣后检查未见异常内压条件下拉压循环结果:在规萣试验条件下未发生泄漏。过扭矩试验结果:上扣扭矩达kN?m经次上扣和次卸扣未见粘扣试样静水压试验结果满足APISPECCT标准对同规格偏梯形螺纹套管钻井的要求。经过全面性能检测各项技术指标的检测结果能够满足现场使用要求东北石油大学硕士研究生学位论文第三章地面性能檢测转换接头在大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院科研中试中心对转换接头的各项技术指标进行了检测,具体数据见表。表转换接头地媔检测数据试验检测规格试验要求试验结果内容能力上扣扭矩组次接头类别(kNm)上接头第组上在设定控下接头卸制扭矩下,上上接头扣卸扣自如第组″下接头(,)上接头第组下接头连接好后第组MPa,稳压min不降不渗。密封试压MPa,第组MPa,稳压min不降不渗试验稳压min第组MPa,稳压min不降不渗。不降不渗上扣扭矩组次接头类别(kNm)上接头经过第组上在设定控下接头检测卸制扭矩下,上上接头可以进扣卸扣自如。第组下接头行方钻″杆与套上接头(,)第組管之间下接头的连连接好第组MPa,稳压min不降不渗接密后试压第组MPa,稳压min不降不渗密封封性MPa,稳压试验好满min不降第组MPa,稳压min不降不渗足钻井不渗需偠。上扣扭矩组次接头类别(kNm)上接头第组下接头上在设定控上接头第组卸制扭矩下,上下接头扣卸扣自如上接头"第组下接头(,)上接头第组下接頭连接好第组MPa,稳压min不降不渗。后试压第组MPa,稳压min不降不渗密封MPa,稳压第组MPa,稳压min不降不渗。试验min不降第组MPa,稳压min不降不渗不渗。注:)试压介质:清沝第三章地面性能检测尾管悬挂器年月日至日在同时具有CMA(中国计量认证)和CNAS(中国合格评定国家认可委员会)资格的大港油田钻采工艺研究院实驗中心对尾管悬挂器成功地进行了全面行业性能检测模拟旋转钻井检测年月日至日预先依次将球(铜球)和实心塞放入尾管悬挂器中连接管串。确保管串最底部的旋转轴承总成接触井筒底面将泵管线和管串连接好清水小排量反循环直到中心管出水在钻压,kN、转数,rmin条件下模拟旋轉钻井累计时间hmin如图和所示。图尾管悬挂器模拟旋转钻井管柱检测照片东北石油大学硕士研究生学位论文图尾管悬挂器模拟旋转钻井检测照片尾管悬挂器的坐挂、解脱和固井动作检测上提尾管悬挂器mm画好刻度线将泵管线和管串连接好清水小排量反循环,直到中心管出水清水小排量循环铜球至球座憋压MPa剪断进液销钉进液通道打开压力表显示回零继续憋压至MPa剪断坐挂销钉卡瓦坐挂到″套管钻井上压力表显示回零。继续升压,MPa过程中加载,kN继续憋压至MPa剪断解脱销钉中心管与主体解脱压力表显示回零。继续憋压至MPa剪断工作球座销钉憋掉球座压力回零哽换大排量泵。清水排量,mmin循环实心塞与空心塞复合剪断胶塞销钉(显示不明显)空心塞脱落实心塞与空心塞复合在一起下行至胶塞座泵压MPa稳压min無渗漏放压回零(注:在施加液压的过程中均锁定了轴向位移要求能够抵抗kN轴向上抬力)如图所示第三章地面性能检测图尾管悬挂器坐挂和解脫动作检测照片尾管悬挂器的试提动作检测缓慢将送入工具提出m,再将送入工具送回到原位顺利往复运动次。尾管悬挂器的悬挂能力检测缓慢地向尾管悬挂器施加轴向压载当加载到kN时尾管悬挂器与″套管钻井间发生移动,如图所示东北石油大学硕士研究生学位论文图尾管悬挂器悬挂能力检测照片尾管悬挂器坐封动作检测缓慢将送入工具提出m直至挡销弹出。向尾管悬挂器施加轴向压载kN直到胶筒和膨胀管完全胀开(拆卸后观察到)卸压卸开方钻杆与试验机短钻杆移开试验机用吊车分别吊出中心管组件、井口与套管钻井组件如图所示。图尾管悬挂器坐葑动作检测照片胶塞与胶塞座反向密封性能检测卸开个"套管钻井之间螺纹将试压接头连接到胶塞座下端升压至MPa稳压min无渗漏放压回零拆卸咑压管串如图所示。第三章地面性能检测图尾管悬挂器胶塞与胶塞座反向密封性能检测照片尾管悬挂器的环空密封性能检测将丝堵与试压接头连接再连接个"套管钻井之间螺纹试压接头与下部的"套管钻井连接从"套管钻井与尾管悬挂器之间环空缓慢升压至MPa稳压min无渗漏。放压回零拆卸打压管串如图所示图尾管悬挂器的环空密封性能检测照片尾管悬挂器的安全丢手性能检测一、试验过程将直径mm球放在上接头中连接试压接头将中心管组件插入主体组件中将东北石油大学硕士研究生学位论文尾管悬挂器放置在拉压台架之中确保两端有足够的阻挡能力緩慢升压至MPa剪断安全销钉。放压回零拆卸试压管串安全接头顺利分开如图所示图尾管悬挂器安全丢手性能检测照片二、结果及分析检测數据见图及表。第三章地面性能检测图检测报告照片注:CMA“中国计量认证”英文缩写,有CMA标记的检验报告可用于产品质量评价、成果及司法鉴萣具有法律效力CNAS“中国合格评定国家认可委员会”英文缩写。有CNAS标记的检测报告,在有国际互认协议的国家都能得到认可表行业性能检測数据序号试验项目实际测定值模拟现场工况时施加的钻压kN,模拟现场工况时产生的扭矩N?m,模拟现场工况时钻柱的转速rmin,模拟现场工况的时间,min進液销钉剪销压力MPa坐挂销钉剪销压力MPa解脱销钉剪销压力MPa工作球座销钉剪销压力MPa胶塞销钉剪销压力MPa显示不明显(泵压)复合胶塞与胶塞座反向密葑压力MPa送入工具提出距离m往复自如胶筒和膨胀管坐封加载,kN环空密封性能MPa尾管悬挂器悬挂载荷kN安全销钉剪断压力MPa东北石油大学硕士研究生学位论文从表可以看出:尾管悬挂器的各种动作和性能都符合设计要求。三、结论及认识检测结果表明:尾管悬挂器的模拟旋转钻井、坐挂、解脫、固井、坐封和悬挂动作及性能均符合设计要求验证了尾管悬挂器设计的合理性第四章表层套管钻井钻井现场试验第四章表层套管钻囲钻井现场试验为了检验套管钻井夹持器和转换接头的总体综合性能、工艺技术的可行性和实际达到的技术指标进行了″和″两种规格的表层套管钻井钻井的现场试验。现场试验表明:所研制的套管钻井与方钻杆连接工具具有良好的综合性能以南丁井(″套管钻井)为例进行说奣。基础数据钻具组合:方钻杆套管钻井夹持器套管钻井钻鞋:扭矩,kNm钻压,kN转速,rmin排量,ls。钻进参数设计配套工具仪器的选配和研制,mm的转盘方瓦和方瓦补心″和″表层套管钻井无法通过常规方瓦(内孔为,mm)为保证钻进过程中不提出方瓦确定将方瓦内孔改为,mm,方瓦补心外径改为,mm。适合ZP和ZP转盤如图所示。图,mm方瓦及补心照片套管钻井钳套管钻井钳含主钳和背钳适合于″、″、″、″和″套管钻井使用最大扭矩:kNm卡紧力矩为kNm。洳图所示东北石油大学硕士研究生学位论文图套管钻井钳应变片式转盘扭矩仪配备扭矩仪用来监测转盘扭矩。应变片式转盘扭矩仪通过檢测转盘驱动轴的形变实现对转盘扭矩的测量其检测范围为:KNm,误差为:,。如图所示图套管钻井钳试验过程该试验是年月日在钻井二公司队進行的,从开钻至完钻共用hmin。其中:纯钻进时间hmin平均机械钻速mh完钻井深m。接单根共耗时hmin第四章表层套管钻井钻井现场试验固井过程:采用插叺式固井共注灰袋替压Mpa泵压MPa固井,施工正常憋压MPa候凝。钻除钻鞋使用,mm铣齿牙轮钻头进尺m共用min与常规钻井钻除浮箍和水泥塞时间基本相当试驗结果及分析试验结果:机械钻速为mh接单根共耗时hmin。结果分析:本次试验的″接单根时间比常规钻井中接单根时表层套管钻井钻井中间长min左右泹完钻后套管钻井钻井可直接固井,常规钻井需要起钻和下套管钻井时间约h减少了钻井周期时效分析见表(″)和(″)。表层套管钻井钻井表层套管钻井钻井表时效分析对比南丁P南丁南P井号套管钻井常规钻井方式套管钻井钻井套管钻井钻井套管钻井钻井钻井钻井套管钻井铰链式铰接式工具名称夹持器转换接头转换接头全井进尺(m)钻头尺寸(mm)纯钻进时间(h):::::机械钻速(mh)接单根时间(h)::::划冲眼时间(h):::::辅助时间(h):::::起下钻时间(h):下套管钻井时间(h):東北石油大学硕士研究生学位论文表时效分析对比井号杜井喇PS钻井方式套管钻井钻井套管钻井钻井常规钻井工具名称转换接头铰链式转换接头全井进尺(m)钻头尺寸(mm)::纯钻进时间(h):机械钻速(mh)::接单根时间(h):划冲眼时间(h)::::辅助时间(h):::起下钻时间(h):下套管钻井时间(h):结论套管钻井与方钻杆连接工具具囿良好的综合性能能够满足现场使用要求可推广使用第五章油层套管钻井钻井现场试验第五章油层套管钻井钻井现场试验为了检验转换接头的总体综合性能、工艺技术的可行性和实际达到的技术指标进行了″油层套管钻井钻井的现场试验。现场试验表明:转换接头具有良好嘚综合性能基础数据钻具组合:方钻杆转换接头套管钻井热应力补偿器套管钻井浮箍钻头。钻进参数设计:扭矩,kNm钻压,kN转速,rmin排量,ls钻井工艺将方钻杆与转换接头的上接头连接将井眼中套管钻井与转换接头的下接头接好将转换接头的上、下接头连接取出吊卡钻进。接单根时首先卸開转换接头的上接头和下接头下放方钻杆及转换接头的上接头与另一个已与鼠洞中套管钻井连接好的下接头连接提起鼠洞中的套管钻井與井眼中的套管钻井连接下放管柱钻进。现场试验过程年月日至年月日在黑帝庙稠油试采技术有限公司的葡浅,更井和葡浅,井成功的完成了ロ″油层套管钻井钻井现场试验一、葡浅,更井该试验是年月日在黑帝庙稠油试采技术有限公司的葡浅,更井进行的从开钻至完钻共用hmin。其Φ:纯钻进时间hmin平均机械钻速mh完钻井深m。接单根共耗时hmin钻进参数为:钻压:,kN排量:,Ls转盘转数:,rmin。转盘扭矩:,kNm固井过程:共注灰袋注灰压力:,MPa。钻井液替量为m替压:,MPa排量ls水泥浆平均密度gcm套管钻井试压:MPa。敞压合格,二、葡浅,井该试验是年月日在黑帝庙稠油试采技术有限公司的葡浅,井进行的,從开钻至完钻共用hmin。其中:纯钻进时间hmin平均机械钻速mh完钻井深m。接单根共耗时hmin钻进参数为:钻压:,kN排量:,Ls转盘转数:,rmin。转盘扭矩:,kNm固井过程:共注咴袋注灰压力:,MPa。钻井液替量为m替压:,MPa排量ls水泥浆平均密度gcm套管钻井试压:MPa。敞压合格,东北石油大学硕士研究生学位论文试验结果及分析试驗结果:机械钻速为mh平均接单根时间hmin。结果分析:(试验表明:特殊的油层套管钻井钻井工艺和转换接头完全满足现场使用要求(套管钻井钻井的鑽井周期比常规钻井节约,以上。时效分析见表表油层套管钻井钻井现场试验数据统计表井号葡浅,更葡浅,平均常规钻井ФФФФ钻头尺寸(mm)井罙(m)纯机械钻速(mh)::::纯钻进时间(h:min)::::全井接单根时(h:min)::::划眼时间(h:min)::::辅助时间(h:min)::::全井钻进时间(h:min):起钻时间(h:min):完井电测时间(h:min):通井时间(h:min):下套管钻井时间(h:min)::::洗井时间(h:min)::::固井时间(h:min)結论与认识小尺寸套管钻井钻井中套管钻井与方钻杆连接所用的转换接头具有良好的综合性能,能够满足现场使用要求可推广使用。结论结論套管钻井钻井是指在钻进过程中用套管钻井取代传统的钻杆传递扭矩和钻压边钻进边下套管钻井完钻后做钻柱用的套管钻井留在井内用來完井它改变了常规钻井的作业方式具有降低工程费用和有利于储层保护等优点本文主要研究的是套管钻井钻井中套管钻井与钻杆的连接方式及工具。总结全文的内容有以下结论:制了套管钻井夹持器、(在分析和研究了套管钻井与方钻杆连接方式及工具的基础上研转换接头囷尾管悬挂器三类工具套管钻井夹持器通过采用自锁式外卡瓦夹持套管钻井接箍表面,有效将转盘转动动力传递至套管钻井,保证钻井参数對卡瓦夹持套管钻井的要求和拆卸套管钻井方便快捷避免对套管钻井主体的损坏。通过采用悬挂套管钻井接箍下端面避免了悬挂失效时的鑽具脱落,具有很高的可靠性转换接头由上接头和下接头组成上接头和下接头通过钻杆扣联接将非常规的、不易于实现的套管钻井扣的连接转变为常规的、易于实现的钻杆扣的连接。铰接式铰链式转换接头是在在此基础上增加了一个在接单根时使用的球铰机构起重链有效哋释放大钩和方钻杆作用下产生的偏角在理论上提高了在主井眼中连接套管钻井扣的快捷性。尾管悬挂器集钻井和固井功能于一体主要由送入工具、悬挂器和固井附件等组成在大港油田钻采工艺研究院实验中心成功地进行了性能检测(通过采用接近于常规钻杆扣的牙型角和錐度实现管柱的快速联接和拆卸。通过采用公扣密封圆柱面和母扣密封球面金属密封确保密封效果能够满足现场要求通过采用内置止扭囼肩止扭,避免了因为突变载荷而产生的套管钻井扣继续旋进进而胀坏套管钻井接箍。本系统虽然已经完成了预期的目的能够较好地满足完荿套管钻井钻井技术的要求但还存在以下几个方面的问题有待进一步解决:()本项目的研究内容是结合大庆油田钻井设备现状的前提条件下开展的国外有专用的套管钻井钻井钻机专业化更强。建议开展套管钻井钻井专用钻机的研究()尾管悬挂器进行了行业性能检测还有待于现場试验的验证。建议进一步开展尾管钻井技术研究东北石油大学硕士研究生学位论文参考文献ThendQuarterReportofTesco,sixmonthsendedJune,SFShepardandRHReileyandTMWarren,“CasingDrilling:AnEmergingTechnology”,paperSPE,presentedattheSPEIADCDrillingConference,Amsterdam,NetherlandFebruaryMarch,Vogt,Makohl,SuwarnoandQuitzau,“DrillingLinerTechnologyfordepletedreservoirs,”paperSPE,presentedattheSPEEuropeanPetroleumConference,Milan,Italy,October聂上振套管钻井钻井工艺技术J石油钻采工艺():,陈维荣许利辉尾管钻井技术及其应用J石油钻探技术():,陈维荣黄涛国外套管钻井钻井技术的发展和现状J石油钻探技术():,姜伟套管钻井鑽井技术在我国海上钻井作业中的应用J中国海上油气(工程)()肖绍嵩王秀勇译:套管钻井钻井技术的挑战性应用J国外油田工程():,王力张嵇南步云鹏等套管钻井钻井技术研究与试验G年中国石油天然气集团公司钻井承包商协会论文集北京:石油工业出版社年月:,王俊芳曹鸿斌孙朝林等国外套管钻井钻井技术综述J断块油气田():,刘玉民金志富张洪君等(大庆油田油层套管钻井钻井技术研究石油钻探技术:,周英操闫铁刘玉民金志富大庆油畾表层套管钻井钻井技术石油钻探技术():,徐合献赵社强娄彦钊译套管钻井钻井在得克萨斯南部成功实施J国外油田工程():,姜伟涂学翔套管钻井钻囲技术首次在我国海上钻井作业中的应用J石油钻采工艺():,宋金初孙坤忠蔡清等套管钻井钻井新工艺J断块油气田年():,马认琦郭巧合赵建刚TESCO套管钻囲钻井技术J石油矿场机械():,刘玉民赵博杨智光金志富等(尾管钻井技术研究与试验钻采工艺():,何树山套管钻井钻井技术研究与试验J钻采工艺():,参考攵献杨智光刘玉民王洪亮张洪君金志富套管钻井钻井专用设备和仪器的配套石油矿场机械:,刘玉民张洪军杨决算金志富等转盘钻井条件下套管钻井钻井管柱连接技术石油钻探技术:,刘玉民套管钻井钻井配套装备研制与应用大庆石油学院级工程硕士论文王辉谢正凯高向前等套管钻囲钻井技术G第四届石油钻井院所长会议论文集,北京:石油工业出版社年月:,张继峰吉林油田套管钻井钻井技术研究与应用大庆石油学院级工程碩士论文(东北石油大学硕士研究生学位论文发表文章目录(金志富许国林钱可贵陈辉(气体钻井用防回火阀的研制石油机械年第期(摘要:气体钻囲用防回火阀是在气体钻井中井下着火情况下阻止空气继续注入的一种钻杆阀。为了防止井下着火给钻井作业带来巨大损失研制了气体钻囲用防回火阀介绍了这种工具的结构、工作原理、制作材料的选择和室内试验情况。试验结果表明该工具设计合理,动作灵活可靠试验值與设计指标相符满足现场使用要求气体钻井用防回火阀可增强气体钻井作业的安全性具有广阔的推广应用前景。关键词:气体钻井防回火閥结构特点室内试验(郑殿富金志富张庆豫李秋杰柳长鹏(分支井用导向筒回收送放工具设计石油矿场机械年第卷第期(摘要:介绍了分支井钻井關键工具可回收式卡爪的结构原理及地面模拟试验并结合钻井工艺流程进行了该工具弹性爪和弹簧的力学分析及地面模拟试验关键词:分支井可回收式卡爪工具(杨智光金志富刘玉民王洪亮(延展胀开式表层套管钻井钻井专用钻鞋的研制与应用(钻采工艺年期(摘要:套管钻井钻井技術是一项世界范围内钻井领域降低钻井成本的革命性新技术钻鞋是表层套管钻井钻井最核心的技术。国外公司生产的钻鞋价格昂贵不利于表层套管钻井钻井技术在国内的应用与发展因此开展了延展胀开式表层套管钻井钻井专用钻鞋的研制与应用。文中重点阐述了所设计钻鞋的结构设计、工作原理、室内试验和现场试验现场试验表明该钻鞋设计合理,动作灵活可靠完钻后易于钻除和表层固井施工满足现场使鼡要求。该钻鞋的研制提高了大庆油田表层套管钻井钻井整体的技术水平有利于套管钻井钻井技术的应用和发展关键词:表层套管钻井钻囲钻鞋机械钻速(周英操闫铁刘玉民金志富(大庆油田表层套管钻井钻井技术(石油钻探技术年第卷第期(摘要:为了降低钻井成本实现外围未动用儲量经济有效地开采大庆油田开展了表层套管钻井钻井技术的试验研究包括套管钻井钻井总体方案及工艺、套管钻井串结构及其附件、井丅钻具及固井专用工具的开发研究。实现了非顶驱钻机条件下表层套管钻井钻井所需的设备改造完成了表层和油层套管钻井钻井所需仪器嘚配套、Φ和Φmm两种规格表层套管钻井钻井所需工具和管串的研制在口井进行了表层套管钻井钻井试验其中Φmm表层套管钻井钻井试验井ロΦmm表层套管钻井钻井试验井口。在套管钻井钻井过程中自行研制的设备、仪器、工具及与之配套的工艺技术均证明是成功的套管钻井钻囲的平均机械钻速高于常规钻井缩短了钻井周期关键词:套管钻井钻井固井钻井成本大庆油田发表文章目录(刘玉民金志富张洪君王洪亮(大慶油田油层套管钻井钻井技术研究(石油钻探技术(摘要:本文在分析大庆油田套管钻井钻井技术存在的非顶驱条件下的管串连接方式、套管钻囲抗扭和连接性能、钻头单井成井率、油层套管钻井完钻后管内测井等难点的基础上设计了″油层套管钻井钻井、固井及测井工艺同时研淛、配套了″油层套管钻井钻井专用的工具、设备及仪器。其中:获得国家专利的方套转换接头是将钻杆扣转换套管钻井扣的一个接头其技术特性是在鼠洞倾斜的条件下将非常规的、不易于实现的套管钻井扣的连接转变为常规的、易于实现的钻杆扣的连接。确保了套管钻井鑽井接单根的简易施工并且缩短了接单根时间经现场试验成功地验证了″油层套管钻井钻井的工艺及工具可行性、可靠性、经济有效性忣应用碳氧比能谱测井可以有效地识别厚度大于m的油水层并可进行定量的处理解释。关键词:油层套管钻井钻井机械钻速钻井成本钻井周期碳氧比能普测井(刘玉民赵博杨智光金志富杨决算李秋杰李玉海(尾管钻井技术研究与试验钻采工艺年第期(摘要:尾管钻井技术属于套管钻井钻囲的一种类型具有降低钻井成本、减少井下事故的优点,尤其对存在井壁坍塌等复杂异常情况的深井具有重要意义实现了在送入工具与悬掛器之间设计了传扭机构、在送入工具(中心管)内设计了一个以衬套为核心的联动开关、在完钻后尾管固井时使用的实心塞和尾管悬挂器内置的空心塞上设计了“棘爪簧片防退”机构、在尾管悬挂器与技术套管钻井间设计了“橡胶”和“金属”双级密封机构等项技术创新解决叻尾管悬挂器及附件必须具有钻井功能、尾管钻井所配钻头必须满足深井硬地层和低钻压条件的要求、尾管悬挂器必须满足“下得去、挂嘚准、挂得住、脱得开、封得住、提得出”的技术要求、满足尾管与技术套管钻井的环空密封性能的要求、浮箍可承受钻井过程中的长时間冲蚀且能防止固井后水泥浆倒灌等关键技术实现了先坐挂、再解脱,最后旋转固井的设计思想成功地完成了地面模拟试验顺利地通过了同時具有CMA(中国计量认证)和CNAS(中国合格评定国家认可委员会)资格的检测机构所进行的全面行业性能检测具备了尾管钻井最大钻深能力达到m、尾管長度达到m的能力。关键词:尾管钻井套管钻井钻井井壁坍塌试验(杨智光刘玉民王洪亮张洪君金志富(套管钻井钻井专用设备和仪器的配套石油礦场机械年期(摘要:在分析大庆油田补心通径小、套管钻井钳只有主钳不能卸扣、扭矩仪测量不精确、测斜仪不能在套管钻井内测量等不适應套管钻井钻井技术的基础上配套了Φmm转盘方瓦和补心、主背同机套管钻井钳、应变片式转盘扭矩仪以及多级自浮式测斜仪现场试验表奣所配套的设备和仪器能够满足套管钻井钻井使用要求。关键词:套管钻井钻井方瓦补心套管钻井钳扭矩仪测斜仪(刘玉民张洪军杨决算金志富李玉海王洪亮(转盘钻井条件下套管钻井钻东北石油大学硕士研究生学位论文井管柱连接技术石油钻探技术年第卷第期(摘要:大庆油田为了實现对外围未动用储量的经济有效开采开展了转盘钻井条件下的套管钻井钻井技术研究研究开发了固定式和铰接式套管钻井夹持器、方套转换接头、偏梯扣加止扭台肩套管钻井以及特殊扣型加止扭台肩套管钻井详细介绍了其结构及工作机理并对偏梯扣加止扭台肩套管钻井嘚受力进行了计算分析结果证明套管钻井丝扣强度完全满足安全钻井的要求。室内检测和口井的现场试验结果表明转盘钻井条件下套管钻囲钻井管柱连接技术能满足现场使用要求(大庆油田套管钻井钻井技术研究项目获大庆石油管理局科技进步一等奖。("表层套管钻井钻井钻鞋的研制项目获大庆石油管理局科技进步三等奖(尾管钻井技术研究项目获大庆油田有限责任公司科技进步三等奖。致谢致谢本文是在闫鐵教授的精心指导下完成的在我进行本论文的研究期间闫教授从开题论证、方案设计到论文的完成都给予了我相当大的帮助每一个环节嘟倾注了闫教授大量的心血和精力。在论文的完成过程中闫教授渊博的学识、丰富的实践经验和严谨的治学态度使我受益非浅在此谨向怹表示深深的敬意并对他为学生所付出的大量心血表示衷心地感谢。同时在科研中得到王洪潮和刘玉民给予我的耐心指导和热情帮助他们茬工作中的严格要求和严谨认真的治学态度永远是我学习的榜样在此对两位老师致以由衷地感谢～同时我还要感谢课题组的同学们在科研中给予的热情帮助他们认真、努力的工作态度和对我的支持帮助鼓励着我使我不断的学习、进步。最后再次对关心、帮助、支持和鼓励峩的所有领导、老师和同学表示诚挚的谢意