SJ型水力加压器使用说明书D

1、水力加压器使用说明书 一、概 述水力加压器是一种应用于石油钻井、修井作业中的能量转换装置，它改变了钻井作业中靠下部钻铤的重量施加钻压的传统作业方式。当在地质条件恶劣的地层钻进、大斜度井钻进、套管开窗侧钻或裸眼侧钻水平井或定向井钻进时，它在不消耗额外能量、不需要其它特殊设备的情况下，利用循环钻井液的钻头水眼节流压降，及其在活塞上下端面造成推力的差值给钻头加压。解决了这些特殊钻井作业中不能靠下部钻铤的重量施加稳定钻压的技术难题。它有效地改变了下部钻具的受力状态，起到了吸震防跳、实现自动送钻、改善钻头和钻具的工作条件，减轻司钻劳动强度、加快钻井速度、减少井下事故、保证井身质量的目的。是石油钻井中一项

2、投入小、效果明显、容易操作的实用技术和工具。二、特点1、它改变了钻头加压方式：用泥浆压能为钻头提供稳定钻压，实现了柔性加压钻进。改变了钻压调节方法，通过改变水力因素调节钻压大小，可节省部分钻铤、减轻钻机负荷。有效的改善了钻压与钻速匹配关系，扩大了匹配范围，可在大钻压和高转速下钻进，提高了机械钻速。减少了起下钻次数，提高了机械钻速。2、它实现了减震效果“质”的飞跃：水力加压器利用开泵循环时钻头水眼节流压降，及其在活塞上下端面造成推力的差值，给钻头柔性加压。 从而最大限度的吸收了钻柱、钻头的冲击振动，克服了冲击振动产生的高峰荷载，解决了复杂地层钻井作业中吸震、防跳的技术难题、实现了标本兼治。其减震

3、效果是其它类型的减震器所不能比拟的。3、水力加压器“人工送钻（加压器复位）自动加压钻进再人工送钻-再自动加压钻进，周而复始实现连续不断钻进的操作模式和入井使用时不需要特殊操作和特殊工具的优点。使其操作十分简便可靠并减轻了操作人员的劳动强度，提高了井身质量。4、提出了新的防斜、打直工艺理论。原有的防斜、打直工艺，一般采用高速吊打的方法，这种方法虽然有效，但是在牺牲机械钻速的情况下实现的。导向钻井系统虽然可靠，但比较复杂，耗费高。造成上述问题的主要原因是刚性加压不能解决中和点以下，钻压与钻杆受压稳定变形及钻压与机械钻速提高两者之间的矛盾，而水力加压器把钻铤刚性加压改为柔性加压。提供了足够的、稳定可

4、控的钻压，改善了钻杆的受力状态，降低了中和点高度，减小了钻杆弯曲和钻头倾角，提高了钻具的稳定性和导向性，在大钻压和保持高机械钻速的情况下，能延长钻头、钻具和地面设备使用寿命，有利于防斜、稳斜、降斜，降低钻井成本和保证良好的井眼轨迹。5、它改变了大斜度井、水平井及开窗侧钻井中的水力学效果。解决了钻具摩阻力和钻压的传递滞后且极不稳定所造成的“假钻压”现象处理的难题，保证了钻压真实稳定。减小了纵向振动对钻头、钻铤和钻杆的疲劳破坏等不良影响。有利于促进大斜度定向井钻井工艺技术的完善和提高。三、性能参数型 号规 格工作行程mm接头螺纹有效长度最大抗拉负荷SJ-89-D89mm31/2300mmNC265

5、500mm500KNSJ-121-D121mm43/4300mmNC385500mm1000KNSJ-165-D165mm61/2300mmNC505500mm2000KNSJ-197-D197mm73/4300mmNC504000mm3000KNSJ-242-D242mm91/2300mm7 5/8REC4000mm4000KNSJ-121-S121mm43/4大300-小200NC385500mm1000KNSJ-165-S165mm61/2大300-小200NC505500mm2000KNSJ-197-S197mm73/4大400-小300NC504900mm3000KNSJ-242-S

6、242mm91/2大500-小3007 5/8REC5100mm4000KN下接头上接头三级活塞二级活塞一级活塞缸套 四、结构水力加压器主要由：上接头、芯轴、缸套、中缸套、下缸套、下接头、一、二、三级活塞、和密封组件等组成。上下接头、上中缸套和芯轴用于连接钻具并传递扭矩、活塞在缸体内滑动、密封并传递压力，芯轴上下分别和活塞、钻头相连，将液压力传给钻头。五、工作原理（以三节活塞为例）水力加压器采用钻井泥浆作减震元件，通过三级活塞来吸收钻头的上下震动。当开泵循环时钻头水眼节流压降，及其在活塞上下端面造成推力的差值推动活塞下行，直至行程结束。在钻进过程中，设泥浆在一、二、三级活塞上产生的向下推力分别

7、为P1、P2、P3钻压为G，则当GP1时，第一级活塞工作；当P1GP1+P2时，第一、二级活塞同时工作；当P1+P2GP1+P2+P3时第一、二、三级活塞同时工作。在柔性加压钻进过程中：当钻头向上跳动时通过芯轴，推动活塞向上运动，而外壳和上部钻具组合不向上运动，当钻头向下跳动时，泥浆推动活塞向下运动。因此，它能保持钻头在任何时候都和井底接触，由于三级活塞直径尺寸设计合理，当钻压一定时，作用于工作活塞上的向下推力的总和与钻压一致，并且每级活塞的行程都能满足钻头的跳动量，因此，使钻头负荷在整个周期中的变动量为最小，接近于给定钻压值。从而达到有效的吸收钻头的上、下震动及保护钻头和减小钻柱负荷的目的。

8、六、使用 1、钻压的调节在钻井过程中，由于情况的变化需要调节钻压。我公司根据现场实际情况和不同钻具组合及钻头尺寸，设计了不同规格、不同级别（单级、双级、多级）和不同推力下的双行程水力加压器。同时还可设计截流塞，用于调节钻压的大小。现场可根据实际需要选择不同规格、不同级别、不同行程的水力加压器和组配钻头喷嘴，以使其产生所需要的压降。另外，由于目前钻井所用钻井泵，其功率、排量都较大，有调节的余地，可在钻进时适当调节以满足钻压需要。在上述都调节不成时，水力加压器允许在关闭或打开状态下钻进，即超过或小于液推力的情况下钻进，只是减震等效果稍差。 2、如何防止钻铤弯曲为了平衡液压推力的反作用力，需要加入一

9、定数量的钻铤。而在一定情况下，即反推力达到一定值后，钻铤也会弯曲。例如，某井段钻进需要施加7080 kN的钻压，那么喷嘴压降要达到70 MPa，此时产生的上顶力大约为50kN，超过了使钻铤产生弯曲最低压力40.14 kN，钻铤自然会弯曲。解决的办法：一是根据实际优选、设计好水力参数，调节好钻压值，尽量不使上部钻具弯曲；二是可在水力加压器下面接少量钻铤调节钻压; 三是在水力加压器上面使用大水眼钻铤，通过减少大、小水眼过度台阶处的环形面积来减小反推力，以保证整个钻具的不弯曲。3、水力加压器安放位置水力加压器应尽可能的接在靠近钻头的位置，一般距离钻头不要超过3根钻铤的长度。这样才能最有效的发挥水力加

10、压器的减震作用，使钻头上的负荷的整个周期的变动量为最小，且应力波的传递和钻柱震动为最小。A、 在常规钻盘钻井作业中，可直接接在钻头上。B、 使用井下螺杆钻具钻井时，可将水力加压器接在螺杆钻具上。C、 取心钻进时，可将水力加压器接在取心筒上。D、 以下为推荐钻具组合： 1）、钻头+水力加压器+钻铤此种组合是常用组合。可以有效的防止跳钻，施加稳定的钻压。下部钻具的刚性较强，有利于保证井身质量。若使用PDC钻头，因其所用钻压较小，因而更容易操作，使用效果更明显。2）、钻头+水力加压器+钻铤1823m+稳定器+钻铤此种组合为钟摆钻具组合，有利于防斜打直。特别适合于纠斜、降斜时使用。因稳定器以下钻具均处

11、于不弯状态，且比常规组合长（重），降斜力增大，可适当增大钻压，在达到降斜效果的情况下，加快钻井速度。3）、钻头+钻铤2根+水力加压器+钻铤这种组合一方面可调节由于现场条件的限制（如压降有限），液压推力不够的情况，另一方面更增加了下部钻具的刚性（钻铤少不易弯曲），能起到一定的稳斜效果。4）、钻头+稳定器+水力加压器+稳定器+钻铤1根+稳定器+钻铤在这种满眼钻具组合中，液力加压装置相当于短钻铤的位置，可以在稳斜钻进中使用。但近钻头稳定器最好加两个，以保证稳斜效果。5）、动力钻具直井钻具组合：钻头+动力钻具+水力加压器+钻铤+钻杆6）、动力钻具定向井钻具组合：钻头+动力钻具+水力加压器+定向或造斜钻

12、具组合+钻铤+钻杆上述是推荐使用的水力加压器的几种常用钻具组合。现场使用水力加压器时，不只限于这几种组合。应根据钻井实际，结合工具的结构尺寸合理搭配钻具，以使其发挥更好的作用。4、 操作方式1）当钻具下至离井底2米左右时，开泵循环泥浆。活塞处于下死点位置，水力加压器行程全部打开，指重表显示钻压为“0”。2）开动转盘慢慢下放钻具，钻头接触井底后，（悬重下降）、钻压很快上升到计算值。继续下放钻具（250-280mm）至送进行程即将关闭时停止下放钻具（在下放钻具的该行程的距离内，钻压保持不变），这时就可以自动钻进直至行程结束。3）至钻进行程结束时（指重表悬重增加，泵压显示下降）此时就需要人工送钻（将

13、水力加压器恢复至工作位置）。人工送钻至行程即将关闭时停止下放钻具并开始下一循环的自动钻进直至行程结束。（注意：每次下放250-280mm以保证不会因下放钻具过多而压坏钻头）这样通过“人工送钻（将加压器恢复至工作位置）自动加压钻进再人工送钻-再自动加压钻进，周而复始的循环实现连续不断钻进。其停止钻进或接单根操作与常规操作一样。七、注意事项1、下钻前必须检查工具各连接螺纹是否牢固，特别是初次下钻前必须将工具各连接螺纹逐个打紧。2起钻时当工具通过转盘时，用水龙带循环清洗，冲掉泥浆与固体。要检验明显的刺漏情况及危险的联结等。如果工具的运作有问题或者要重新工作，应测量活塞伸出与齐平时的尺寸。若发现改变就必须停止使用该工具。这些工作通常在钻头取出之前来做。3尽可能快的放下工具，将外部擦干净并用水将内部冲洗干净。尤其注意底端，用喷水枪冲洗内部直至干净水流出工具底部。注意这些细节将确保以后的运转能够轻松的运行，或送去修理时容易拆除。 4、当水力加压器处于垂直位置时，活塞有可能因自重下滑打开行