【摘 要】
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油气田开发过程中,尤其在大位移井钻采过程中,随着井身结构越来越复杂,管柱在井筒内作业时高摩阻、高扭矩问题十分突出。在钻井和下套管等管柱下入作业中,摩阻的影响愈加显著
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油气田开发过程中,尤其在大位移井钻采过程中,随着井身结构越来越复杂,管柱在井筒内作业时高摩阻、高扭矩问题十分突出。在钻井和下套管等管柱下入作业中,摩阻的影响愈加显著,导致管柱强度降低;压裂施工过程中,带裸眼封隔器压裂管柱下入困难,易发生砂堵。使用轴向振动减阻工具时,钻具组合会产生小幅度的倒退,降低了钻进效率。针对以上问题,本文在综合分析国内外钻井工程领域在减摩降扭方面的研究成果之后,最终采用直接有效的机械减摩降扭方法,即在井下使用减摩降扭工具。通过资料查找及调研,了解目前可被使用的减摩降扭工具种类和数量有限,且使用过程中存在一些不足之处。本文首先对减摩降扭工具进行结构设计,设计了钻杆减磨接头、管柱减摩减扭器、疏砂封隔器及轴向振动爬行器四种工具;设计并搭建了一种油气井管柱减摩降扭工具性能实验装置。对3D打印工具模型进行性能实验;根据旋转钻进和管柱下放等不同工况对工具进行性能测试,同时模拟减摩降扭工具对于不同井下条件的适应情况。通过对四种工具进行性能实验研究。实验结果可知:在相同模拟实验条件下,通过对测量的扭矩实验数据进行扭矩最大波动幅值及均值分析,确定钻杆减磨接头较为理想的椭圆长短半径比为1.0625;确定管柱减摩减扭器椭圆外轮廓长短半径比1.1时扭矩值最小,减扭效果最佳;验证了带有疏砂槽的封隔器具有明显的疏砂减阻效果,实验室条件下,疏砂槽个数为6的封隔器在下方过程中摩阻力最小;对轴向振动爬行器实验现象进行观察,证明其结构可行性及防逆行效果显著。
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