有一篇文章你可以看看，希望对你有帮助 近年来国内外开发和研制的小井眼钻井装备及配套工具，包括小井眼钻机；小井眼井下钻具，如各种小井眼钻头、钻井液马达、小井眼用高强度特殊钻杆、减小钻柱振动和疲劳破坏的井下工具、射流冲击器、小井眼打捞和震击工具、小井眼钻具报警系统；小井眼连续取心装置；小井眼井控设备；小井眼固井工具等。对发展国内的小井眼钻井技术提出了建议。
20 世纪90年代以来，小井眼钻井技术作为一种经济型钻井技术取得了长足的进步。这种钻井工艺技术的发展带动了小井眼钻井装备及配套工具的技术进步，而装备及配套工具的技术进步又推动了工艺技术的进一步发展。目前小井眼钻井装备及配套工具的最新进展主要表现在以下几方面。
小井眼钻机
小井眼钻进方式有旋转钻进、井下马达钻进、连续取心钻进等，与其配套的小井眼钻机类型有小型常规石油钻机、采矿式连续取心钻机、修井机、连续油管作业机和专用小井眼钻机。瑞典、美国、德国、加拿大、比利时、意大利、澳大利亚和罗马尼亚等国家均开发与应用了新型小井眼石油钻机，但总的来说，专用的小井眼钻机为数不多，改进的小井眼钻机仍占多数。
目前具有代表性的国外公司小井眼钻机主要有：低成本的美制kenting 小井眼钻机；瑞典石油勘探公司的装有小型防喷器的 小井眼液压钻机，可钻井径50.8-76.2mm，井深217-2666 的小井眼井；法国的foraslim 小井眼钻机是目前世界最先进的小井眼专用钻机，占地面积为常规井场的，既可用于钻121.66mm 和96mm 小井眼，也可用于连续取心钻井，自动化程度高，钻深达3500M，比用常规钻机节约费用25%-47%；意大利SOLIMEC公司推出的G—100、G—100HD、G—150、G—200 和G—250 型系列小井眼钻机，是目前世界上唯一的小井眼钻机系列；AMOCO 公司和NABOR 公司共同研究开发的SH11 型小井眼石油钻机，配有数控系统和专家井控系统，全液压驱动，钻井液净化系统为清洁器和离心机；欧共体规划项目研究开发的小井眼石油钻机，采用顶驱系统，SH111、 SH66高强度钻杆，同时还配备了取心装置、录井和测井装置、井涌监测仪和报警系统；英国钻井设备公司研制的小井眼钻机，采用液力驱动，钻深能力达3000M，新式钻杆排放系统和先进检测仪器，既可钻井又可取心。
小井眼井下钻具组合
1．小井眼钻头
（1）牙轮钻头目前国外采用改进的碳化钨合金镶齿（TCI）牙轮钻头，如美国Baker 公司研制出的能适应转速为200r/m 98．4m 牙轮钻头，具有较厚的锥形外壳和直径较小的轮轴，钻头长度由常规的146mm 减小到121mm，增强了侧钻能力，寿命提高了30-40%。从目前发展情况看，单牙轮钻头将会成为一种适用于各种地层中钻小井眼的低成本高效率钻井工具，加拿大使用单牙轮钻头钻研磨性硬砂岩，一只单牙轮钻头进尺相当于2 只三牙轮钻头的总进尺。
（2）金刚石钻头以dbs 公司、克里斯坦森公司等为代表，专门研制了抗偏转的小尺寸pdc钻头、热稳定聚晶金刚石钻头（tsp）和天然金刚石钻头。这种钻头能适应高转速，可用于连续取心和钻进。新型pdc聚晶金刚石钻头tsd金刚石钻头，在深层、中硬地层钻井及扩眼效果很好，在降低扭矩、钻头冷却方面比普通的pdc 和tsd钻头效果好。穹形设计的金刚石钻头，在耐磨结构上更紧凑，更适用于钻较硬岩石。amoco 公司还开发出了避免小型聚晶金刚石过早损坏的抗涡旋转钻头，在穿透能力方面取得了突破性进展。小型聚晶金刚石钻头将成为小井眼技术的一个发展方向。
（3）混合型pdc/tsp钻头美国maurer 工程公司为美国能源部研制了一种混合型pdc/tsp 高效钻头，PDC切削齿置于齿前排上，以高速度钻软地层；而TSP切削齿置于PDC切削齿的后排，用于钻易损坏PDC 切削齿的硬夹层。该钻头在特定的大功率马达带动下能有效破岩。
（4）小井眼连续取心钻头在连续取心作业中，1000-3000M 的井，59%使用金刚石取心钻头，硬质合金钻头应用于小井眼取心还在继续研究。目前国外已研制了能提高取心质量的双体钻头，通过使用绳索打捞器改变钻头塞而改变钻头功能，使钻头进行钻进或取心。
目前国内已研制了152.4MM 牙轮钻头、PDC钻头、双心- 偏心BDC 钻头、无活动件钻头及单牙轮钻头，但牙轮钻头寿命与国外同类产品相比有差距。
2．钻井液马达
目前国外已经有高、中、低3种转速和多种直径的小井眼钻井液马达，其抗高温性能已超过200摄氏度。美国Maurer 工程公司为美国能源部研制85.73mm大功率小井眼钻井液马达，配合pdc/tsp 高效钻头，能使钻速提高2倍，降低钻井成本50-60%。
美国Anadrill 公司和英国shell 研究开发机构开发了一套仪表化的井下导向马达，以提高地质导向的效果。该马达固定和可调弯外壳系统组合可使钻具具有多种造斜功能，造斜率最大可超过15度、30.5M。国内也研制成功多种尺寸小井眼钻井液马达。
3．钻杆
为适应小井眼钻井，使整个钻井过程中钻柱尺寸最小，国外已开发出高强度特殊钻杆。标准新钻杆有：外径88.9MM，接头101.6-127MM的小井眼高扭矩钻杆和专为85.73MM英寸井眼设计的外径为65MM的钻杆。
4．减小钻柱振动和疲劳破坏的井下工具
为了减小钻柱振动和疲劳破坏，国内外主要采用的配套工具有：抗偏转的PDC 钻头、减小扭转振动的柔性转盘或顶驱、钻井液马达和液力加压器、耐疲劳新型钻杆接头。图1 为配套使用的井下液力加压器，该工具可增加钻头寿命，在许多地层钻进都比转盘钻进快3-5 倍，钻井成本可降低50-70%。现在已出现了串联的液力加压器，目前最多到三级，其作用原理与单级相同，只是加压器上需作用更大的钻压。
5．射流冲击器
在小井眼钻井过程中，配套使用射流冲击器，利用冲击H回转联合钻进既可以提高钻井速度，又可以防止井斜，从而达到提高钻井质量，降低钻井成本的目的。
6． 小井眼打捞和震击工具
目前国内外根据需要研制出多种适合小井眼的打捞筒和震击器，如用于打捞83.2MM 和89.6MM钻具的104MM 打捞筒、高压小井眼用各种尺寸井下循环接头- 液力倒扣接头、液压及裂缝圆盘接头以及安全接头。耐高压用的小井眼震击器有单作用和双作用两种。国内牡丹江、高峰等石油机械厂生产小井眼用打捞、震击工具，但材料还不过关。
7．小井眼钻具报警系统
国外目前已研制成功一种用于小井眼连续油管钻井的钻具报警系统，这套系统能够检测到连续油管的受损情况，避免造成严重的井下事故。该系统通过一个井筒内传感器将连续油管受损情况传输到地面控制室，从仪表控制盘上给操作者提供一种看得着、听得见的井下钻具信息。
小井眼连续取心装置
小井眼连续取心技术源于矿业连续取心技术，实质上就是绳索式取心。一般来说，小井眼连续取心装置包括取心钻机、取心钻杆、取心钻头、岩心筒和其它所需工具。现在已经能在104.8MM 或更小的井眼中取心，并采用钻柱抗振技术来提高岩心收获率。Amoco公司采用薄壁钻杆和电缆可回收岩心筒连续取心钻井系统取心。该系统采用顶部驱动旋转外平钻杆，连续取心长度可达12.19m，开发井中平均取心收获率达98.3%。图2 为Amoco 公司小井眼取心井下钻具组合。国内常规小井眼取心工具的研制主要以四川油田为主，如川6-3 等。煤炭部已完成了绳索式取心工具的研制。
小井眼井控设备
为保证小井眼钻井的安全，国外已改进和完善了小井眼井控防喷装置和除气器，研制出先进的以探测进出井钻井液流量和以声波反射原理为基础的地层溢流检测系统。国外的井控设备有：全封、半封闸板防喷器和钻柱内防喷工具、动平衡压井所需除气装置和管汇，并储备有性能良好的重钻井液。
公司开发的小井眼井控专家系统，可利用计算机进行现场连续监测：smedving 公司研制Gaskick系统；INTEQ公司研制动态模拟器及溢流检测软件；shell 公司的井涌早期检测系统能测出0.16立方米的侵入量。
胜利油田1999年试验了随钻气侵检测仪，该仪器采用便携式计算机进行数据处理与分析，以钻井泵产生的压力波作为检测仪的声源。目前，随钻气侵检测仪已在"- 口小井眼钻井中推广应用，均取得了良好效果，该仪器的研究成功对完善我国小井眼和复杂地层钻井井控技术具有重要意义。
小井眼固井工具
国外研制成功一种新设备，可与50.8MM连续油管配合用于小井眼固井作业。由J型槽和位于连续油管端部的65MM密封组成的一个特殊装置可与位于88.9MM套管柱端部的密封井眼插座自动连接或脱扣。这种工具可回收、容易调整和重复使用。在固井中发生事故时可被剪断使连续油管起出井眼。该工具提供了常规注水泥方法不能实施场合下的一种经济的注水泥方法。
发展建议
（1）在小井眼技术中，完善的设备及配套工具是技术发展的关键，目前对小井眼绳索连续取心的专用钻柱、使用油基钻井液时的井涌监测控制装置、钻杆的双肩连接等方面还应加强研究。
（2）与国外相比，国内小井眼设备及工具还不完善，限制了小井眼技术的发展，目前已开发研制的小井眼工具多应用于152.4MM井眼，规格型号单一。
（3）小井眼技术因其成本低必然成为石油工业主要技术，建议国内各油田应根据小井眼技术低成本的特点，制定装备和配套工具的发展规划，加快小井眼装备及配套工具的发展与应用。
（4）从目前国内小井眼技术应用来看，还存在着后期作业工具与小井眼钻井工具不配套的情况，建议加强小井眼钻采一体化配套工具的研制。
（5）从降低钻井作业成本、提高钻速的角度考虑，建议加快小井眼钻机的改进与研制及高转速小井眼钻头的研究。
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