衡扭矩钻井工具及旋转引鞋管柱下放工具课件

衡扭矩钻井工具及旋转引鞋管柱下放工具中石油钻井院钻井机械研究所韩飞2013年10月

汇报提纲一、衡扭矩钻井工具二、旋转引鞋管柱下放工具一、衡扭矩钻井工具作用及原理工具初始状态扭矩过大，工具收缩，钻压略降，消除扭矩“峰值”扭矩过小，工具伸长，钻压略升，消除扭矩“谷值”常规钻井，“憋跳钻”严重，扭矩波动大使用衡扭矩工具，钻进平稳，扭矩波动“消峰填谷”通过储存和释放钻井作业中产生的异常扭矩，可实现对钻井扭矩波动实时调整（“消峰填谷”），解决PDC钻头（扩眼器）在硬地层或耐磨地层的憋跳钻、粘滑问题。（国外类似工具提高机械钻速30%以上）一、衡扭矩钻井工具主要参数

最大外径：178mm最大工作扭矩：20kNm最大工作拉力：160t最大工作温度：150℃平衡扭矩范围：4-10kNm两端连接扣型：NC50工具长度：4089mm一、衡扭矩钻井工具使用条件及方法适用于易“憋跳”、有夹层及可钻性差的地层推荐工作钻压5-7t无定向钻井工具时，可直接与PDC钻头或扩眼器上定向钻井时，安装在MWD及导向具的上面不能将工具连接在钻具过渡位置如钻铤和加重钻杆之间当需要安装在接近稳定器位置时，安装在稳定器下面完全机械驱动，结构简单，操作简易，无须专用钻头一、衡扭矩钻井工具应用案例2013年10月，吉林油田乾安地区黑46区块现场应用1口井。

该井是一口定向井，设计井深为2504m，该井1810m-2446.5m地层为白垩系姚家组、青山口组（可钻性范围为4.5-6.36），属中硬地层，并伴有夹层。

目前，井队配备的普通4刀翼81/2”PDC钻头主要问题是机械钻速慢、寿命短。一、衡扭矩钻井工具应用案例

为应对该问题，吉林油田钻井院与我院机械所合作，决定在该井1670m井段后采用衡扭矩钻井工具+PDC钻头钻进。钻至井深2212m，钻头无进尺起钻，钻头由于井下落物磨损严重。一、衡扭矩钻井工具应用案例-效果机械钻速显著提高。较该队同区块、同类型钻头平均机械钻速提高20%以上；PDC钻头的寿命得到了提高。在井下落物情况下进尺2212m，较该队同区块、同类型钻头2100m的进尺记录提高了112m；工具可靠。最大钻压加到13tPDC钻头破坏性钻进后，工具出井检验性能良好。汇报提纲一、衡扭矩钻井工具二、旋转引鞋管柱下放工具主要解决复杂完井管柱在深井及复杂井眼由于砂桥或者缩径造成的下放困难问题。新理念—套管鞋可相对管柱旋转的管柱下放工具研发了两种可旋转套管鞋式管柱下放工具1、涡轮驱动式（7”）2、机械液压式（7”，51/2”）二、旋转引鞋管柱下放工具作用及原理涡轮式

通过简易涡轮动力短接带动套管鞋高速旋转

二、旋转引鞋管柱下放工具类似家庭用“旋转拖把”循环泥浆和提放管柱实现套管鞋旋转机械式工具初态模拟工具初态透视模拟遇阻，下压，剪销钉循环，上提，套管鞋旋转循环，下放，套管鞋旋转二、旋转引鞋管柱下放工具二、旋转引鞋管柱下放工具主要参数（涡轮）本体外径：178mm旋转引鞋外径：210mm扶正器外径：205mm管内通径：40mm工具长度：4983mm连接扣型：7”套管长圆扣工作排量：20-30L/s最大工作扭矩：800Nm最大功率：15kW最大压降：4Mpa二、旋转引鞋管柱下放工具主要参数（机械7”及5½”）本体外径：178mm旋转引鞋外径：210mm工具长度：2565mm工作扭矩700Nm工作排量：》18L/s连接扣型：7”套管长圆扣本体外径：139.7mm旋转引鞋外径：184mm工具长度：2286mm工作扭矩700Nm工作排量：》18L/s连接扣型：51/2”套管长圆扣二、旋转引鞋管柱下放工具使用条件及方法主要应用于水平井/定向井等易坍塌、易缩颈及砂桥较多的井眼的尾管或筛管下放，也可用于整个套管的完井管柱下放（顶驱配备套管夹持头、方钻杆配变扣接头）。使用时，工具直接连接在完井管柱下面，遇阻后直接循环泥浆即可，泥浆排量控制在20-30L/s范围内，机械式工具在循环时上提下放即可。注.1）施工前，须了解完井管柱的套管扣型，以选配转换短接。2）该工具的旋转套管鞋不具备浮鞋功能。二、旋转引鞋管柱下放工具应用案例吉林油田钻井院与我院机械所合作，决定在吉+22-16井采用51/2”油层套管+51/2”机械式内部不可钻可旋