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井下工具主要包括哪些设备?

     1.水平井裸眼分段压裂封隔器
 
   封隔器指连接于井下管柱之上,用于封隔油管与油气井套管或裸眼井壁环形空间的井下工具,分类主要包括:扩张式、压缩式、自封式、楔入式、自膨胀式、组合式封隔器。其中水平井裸眼分段压裂改造技术具有对储层的伤害低,成本少,作业过程安全、环保,可实现多层段压裂目的等优点。研制的裸眼压裂封隔器,各项指标优于国外同类产品。
 
  2.井下套管阀
 
   井下套管阀为了实现全过程欠平衡钻井,有效降低钻井井控风险,节约钻井成本,研制了95/8〞井下套管阀,试验套管阀工作正常,处于国内领先水平。在工具在现场执行了地面、井口和井下多次的开关动作,现场安装、控制可靠。
 

 
  3.DQW-178型涡轮钻具
 
  DQW-178型涡轮钻具是一种叶片式井下动力钻具,采用全金属结构,不受井下温度、压力和钻井液类型限制,更适合于深层高温条件下的钻井作业。
    该产品已在6口井进行了现场应用,工具性能稳定、可靠,其中宋深9H井试验井段3274.84-3601m,一趟钻进尺326.19m,相当于 6只常规牙轮钻头进尺,机械钻速1.67m/h,与牙轮钻头相比机械钻速提高145.6%,缩短钻井时间16.8d,涡轮钻具工作时间215h。现场应用 表明:(1)深层钻井平均机械钻速提高126%,行程钻速提高45%;(2)施加钻压较小,转盘转速低、扭矩小,有利于保护钻柱,提高钻具寿命,降低井下 复杂风险。
 

 
  4.液动旋冲工具
 
   可将钻井液的流体能量转换成两部分:一部分为机械冲击能量,直接作用于钻头;另一部分转换成轴向的水力脉冲。通过应用液动旋冲工具,使PDC钻头的破岩方式由普通的刮削转换成高频机械冲击与水力脉冲复合的破岩方式,提高了破岩效率,进而提高了机械钻速。
 
   在大庆油田和吉林油田成功应用6口井,其中直井4口,水平井2口,共使用12支工具,取得了良好的应用效果。单支工具总进尺***高 577.27m,平均机械钻速***高6.92m/h,为临近同层位平均机械钻速的7.13倍,平均机械钻速***低为2.47m/h,为邻井相同井段机械钻速的 1.52倍,工具工作时间***长为159h。
 
 
  5.系列套管开窗工具
 
  针对大庆油田老井有效利用和勘探开发钻井的要求,研制了95/8〞、7〞和51/2〞的套管开窗工具。开窗作业一次坐挂成功。
 
  套管开窗工具已进行了现场应用,通过三年现场应用与探索,现已形成一套行之有效的套管开窗工艺。通过现场应用,平均开、修窗时间为44小时(95/8〞套管)。该系列套管开窗工具在现场侧钻水平中应用了9口井次,成功率达到了***。
 
  6.水力震荡器
 
  针对水平井钻进过程中摩阻大、托压等问题,研制了水力震荡器工具,利用该工具产生小振幅、高频率的振动,将降下钻具与井壁之间的静摩擦力转变为动摩擦力,可以有效地降低摩阻、减少托压现象发生,并且将真实的钻压施加到钻头上,达到提高机械钻速,降低钻井成本的目的。
 
  进行了卫186-平142井水力震荡器现场试验,完钻井深2140m,使用水力震荡器单只工具钻进501m,累计工作时间96h,定向钻进 36.77m,平均机械钻速5.36m/h,钻速提高54.9%;复合钻进464.23m,平均机械钻速13.76m/h,钻速提高23%;使用水力震荡 器后托压减小2~4t,有效提高了机械钻速,减小托压效果明显。
 
  7.减阻防磨工具
 
  在钻井过程中选择在合适的井段,在钻柱中连接适当数量的减阻防磨工具,由于该工具的外径大于钻杆接头外径,可以在工具位置形成支撑,避免钻杆接 头直接磨损套管,并通过外滑套和心轴间的轴承转动来防止套管磨损,并降低钻井扭矩。外滑套与心轴之间采用硬质合金滑动轴承设计,相应使用开式的钻井液润滑 方式。
 
  该工具已在现场成功应用,工具连接钻柱上,下入井深2075-2357m,井下工作25天,工具使用500余小时。钻井扭矩平稳,连接工具处钻杆接头无磨损,工具起出后,外滑套转动灵活。工具无明显磨损,取得了较好的效果。
 
  8.漂浮下套管系列工具
 
  在水平井中水平段套管串因重力作用总趋向于紧贴井眼下侧而形成托底,导致套管下入困难。根据井眼轨迹及钻井液体系、密度等综合因素,选择应用漂浮下套管技术能够解决上述水平井固井施工问题,大大提高了下套管整体速度。
 
  水平井漂浮下套管工具至目前已现场应用64口井,应用***长水平段为齐平2-平1井(水平段长1609m),该井应用漂浮下套管技术,套管顺利下 入至井底,未现遇阻显示,提高了套管下入时效。水平井漂浮下套管工具性能指标已达到国外同类产品技术水平,打破国外相关技术在大庆油田的垄断地位。
 
  9.平衡压差式套管外封隔器
 
  研制的平衡压差式套管外封隔器,打开压力(施工阀剪销压力)不受套管内外的静液柱压力差值的影响,而是以地面检测标定的打开压力值打开、坐封, 顶替液的密度不受限制。保证套管外环空的密封性,防止层间窜,提高固井质量,降低含水率,预防或延缓套管损坏,延长油水气井的寿命,降低开发成本。居国内 领先、国际先进水平。
 
  该工具累计应用了3000多口井,提高了固井质量,有效地控制了固井后管外喷冒现象,实现了环空层间有效封隔,特别是创新设计的自上而下逐级坐封的自增压式施工工艺,保障了分层注采工艺的实施。
 
  10.套管居中液力扶正器
 
  液力扶正器作使水平段的套管串被抬起、居中,有利于洗净套管底部的死泥浆和浮泥饼,有利于固井顶替过程中在不出现底部窜槽,从而有效地提高水平井的固井质量。
 
  套管居中液力扶正器现场应用多口井,套管串下入顺利,无遇阻现象;扶正器打开正常,扶正效果良好。
 
  11.遇水膨胀封隔工具
 
  遇水膨胀封隔工具是将特殊的可膨胀橡胶材料固定在套管外壁上的新型完井工具。该工具下入井底预定位置后,遇水后产生膨胀,形成接触应力,从而达 到封隔的效果。遇水膨胀封隔工具主要包含遇水膨胀封隔器、界面增强工具两种。(1)遇水膨胀封隔器:由中心管、端环和遇水膨胀橡胶组成,可用于裸眼封隔、 智能完井等,具有作业简便、可靠性高、风险低、无传统封隔器的机械运动部件、适应于裸眼井壁等优点。(2)界面增强工具:水泥固井后,工具体积膨胀,封闭 微环隙,增强界面封隔能力。同时,预防应力作用引起的水泥环破坏,保证水泥环的完整性
 
  遇水膨胀封隔工具已进行了现场应用,应用区块地层压力系数均在1.77以上,且邻井均发生管外冒现象,现场应用工具后,有效的阻止了流体上窜,未发生管外冒现象,取得了较好的试验效果。
 
  12.系列旋转防喷器
 
 
    研制了4种型号旋转防喷器,可满足不同工况条件下欠平衡钻井的需求。
 
 DQX系列型旋转防喷器累计现场应用11口井,取得了很好的效果。其中DQX-Ⅲ型防喷器动载10.5MPa,静载21.5MPa,转速200r/min,***,特别适合于大庆钻中浅层的钻机应用。
 
    在国内外得到广泛应用,该∮140型裸眼压裂封隔器已在现场成功应用,取得了很好的效果。