无钻杆自平衡钻具缆管的地面存储系统研究
发布时间：2021-10-08 21:09
双钻头自平衡钻具系统具有很多优点,无需使用钻杆,不会产生常规钻井方式中由于频繁起下钻以及钻杆晃动对井壁的破坏、能耗小、钻头对岩层扰动小、钻井事故率低、钻井成本低等。尽管其有很多技术难点,但是该系统在钻井行业具有非常广泛的应用前景。本文主要根据双钻头自平衡钻具系统的钻进工艺要求,研究钻具系统配套的缆管及地面平台,为双钻头自平衡钻具系统的应用提供地面装备保障。主要开展的工作和取得成果如下:研究了双钻头自平衡钻具系统用缆管。根据钻具系统的需求,缆管要具有搭载有泥浆、信号线和电缆通道功能,且要有一定抗拉强度。提出了水平“二维”涡状储缆思路,并通过计算证明了“二维”涡状储缆代替“三维”卷筒储缆的可行性和优势。研究了缆管地面存储和运移方式。根据目前连续管存在的不足和缺陷,提出了缆管的地面存储、运移和井口输送的方法,并进行了理论计算和分析。理论上做到了避免缆管间、缆管与储缆槽间的摩擦损伤,实现了缆管的存储、运移等功能。设计并模拟优化了缆管地面存储系统。根据缆管的存放和运移方式等理论研究结果,确定了系统参数,设计并优化了具有储缆、缆管导入导出、缆管地面运移和缆管井口运移等功能的缆管地面存储系统,该系统...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
绳索取心钻探技术的一种钻杆
第1章绪论3质钻探、工程勘察等方面，但是否选用绳索取心钻探技术，还要综合考虑钻具设备的性能、地层条件以及其他辅助设备等方面，来衡量可行性[8]。绳索取心钻探技术由于存在自身的局限性，其应用范围相对有限。常规钻探技术由于需要使用钻杆来传递扭矩和压力，在钻杆内部流通泥浆用于冷却钻头、清洗孔底、保护孔壁等作用。钻杆一方面发挥着它重要的作用，另一方面也带来了巨大隐患，如钻杆的连接需要不断进行起下钻，钻杆对孔壁造成了摩擦与磨损，因钻杆断裂或钻杆连接不畅等带来卡钻、掉钻等事故，以及地面较为庞大的钻进设备，使得人们除了对常规钻探技术的进行进一步的研究之外，还将目光投向了无需钻杆的井下动力钻具。1.2.2井下动力钻具井下动力钻具技术，是一种钻杆无需转动，泥浆从钻杆中间流入井底，将泥浆的能量转化井底钻具的动能，使井下动力钻具转动，从而带动钻头转动。井下动力钻具又主要分为涡轮钻具（如图1.3所示）、螺杆钻具（如图1.4所示）以及电动钻具（如图1.5所示）等[9]。涡轮钻具主要是利用泥浆的流动，带动涡轮叶片转动，从而带动钻具的转动，涡轮钻具应用广泛，尤其是在高温高压下的超深井钻进，随着地球浅层资源的枯竭[10-13]，能够在高温高压条件下工作的涡轮钻具便具备较大优势。图1.3涡轮钻具原理示意图与传统钻机相比，涡轮钻具能够改善钻柱的受力，提高了钻柱的寿命。已有常规涡轮钻具和可操纵涡轮钻具在油气钻井上有所应用。在油气钻井上，常规涡轮钻具与可操纵钻具均有所应有。涡轮钻具的原理是利用泥浆流动的动能转化为
第1章绪论4井下钻具转动所需要的能量。这就不可避免的有水力损失，造成能量的浪费。目前的水力损失可分为叶型、冲击以及断壁等损失。另外，涡轮钻具的长度较长，其钻头应用范围也相对有限等[13-15]。螺杆钻具主要是由旁通阀、马达总成、传动轴总成以及万向轴总成所组成[16]。泥浆通过旁通阀进入马达，这样在马达的进口和出口之间就形成了压力差，便驱动转子绕定子的轴线旋转，将动能从万向轴和传动轴传递到井底钻头，从而进行碎岩[17]。图1.4螺杆钻具在一些特殊复杂的钻井作业时，常用的井下动力工具就是螺杆钻具，但从整体上看，螺杆钻具的使用寿命较短且不够稳定，严重影响了生产效率，带来重大的经济损失[18]。电动钻具在我国的油气钻井中应用尚属空白。在国外主要通过直流供电驱动电动钻具。它具有过载能力强、可控性强、井下的通讯信息量大，适应高温高压条件下工作的特点。能够适应多种类型的钻井工作。目前由于电动钻具的结构复杂、维修工作复杂、动力消耗大等原因，限制了电动钻具的应用范围[19-21]。1-钻头、2-电钻总成、3-钻柱、4-电缆、5-钻杆接头图1.5电动钻具示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬岩定向钻进螺杆钻具性能分析及应用[J]. 豆旭谦,王力,金新. 煤矿机械. 2020(01)
[2]探析绳索取芯施工技术发展现状[J]. 罗郑. 建材与装饰. 2020(02)
[3]我国连续管技术的发展与展望[J]. 鲁明春,姜方林,章志轩. 焊管. 2019(12)
[4]连续油管注入头夹持系统的力学分析及结构优化[J]. 郑伟. 山东化工. 2019(09)
[5]绳索取芯钻探技术浅析[J]. 杨少峰. 中国金属通报. 2019(03)
[6]PH2800XP电铲辅助卷扬机升级改造的必要性研究[J]. 白瑞,贺栋,丁杰. 煤矿机械. 2018(10)
[7]A solids-free brine drilling fluid system for coiled tubing drilling[J]. WANG Xiaojun,YU Jing,SUN Yunchao,YANG Chao,JIANG Lizhou,LIU Chang. Petroleum Exploration and Development. 2018(03)
[8]绳索取心技术在倾斜地层煤田勘查中的应用分析[J]. 姬永涛,刘龙吉,李小刚,张廷会. 建井技术. 2018(02)
[9]Development and application of turbodrills in hot dry rock drilling[J]. ZHANG De-long,WENG Wei,ZHAO Chang-liang,XU Jun-jun,YANG Peng,HUANG Yu-wen,HU Zhen-zhong. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(01)
[10]连续油管注入头液压同步控制系统设计[J]. 孙仁俊. 焊管. 2017(09)
本文编号：3424964
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
绳索取心钻探技术的一种钻杆
第1章绪论3质钻探、工程勘察等方面，但是否选用绳索取心钻探技术，还要综合考虑钻具设备的性能、地层条件以及其他辅助设备等方面，来衡量可行性[8]。绳索取心钻探技术由于存在自身的局限性，其应用范围相对有限。常规钻探技术由于需要使用钻杆来传递扭矩和压力，在钻杆内部流通泥浆用于冷却钻头、清洗孔底、保护孔壁等作用。钻杆一方面发挥着它重要的作用，另一方面也带来了巨大隐患，如钻杆的连接需要不断进行起下钻，钻杆对孔壁造成了摩擦与磨损，因钻杆断裂或钻杆连接不畅等带来卡钻、掉钻等事故，以及地面较为庞大的钻进设备，使得人们除了对常规钻探技术的进行进一步的研究之外，还将目光投向了无需钻杆的井下动力钻具。1.2.2井下动力钻具井下动力钻具技术，是一种钻杆无需转动，泥浆从钻杆中间流入井底，将泥浆的能量转化井底钻具的动能，使井下动力钻具转动，从而带动钻头转动。井下动力钻具又主要分为涡轮钻具（如图1.3所示）、螺杆钻具（如图1.4所示）以及电动钻具（如图1.5所示）等[9]。涡轮钻具主要是利用泥浆的流动，带动涡轮叶片转动，从而带动钻具的转动，涡轮钻具应用广泛，尤其是在高温高压下的超深井钻进，随着地球浅层资源的枯竭[10-13]，能够在高温高压条件下工作的涡轮钻具便具备较大优势。图1.3涡轮钻具原理示意图与传统钻机相比，涡轮钻具能够改善钻柱的受力，提高了钻柱的寿命。已有常规涡轮钻具和可操纵涡轮钻具在油气钻井上有所应用。在油气钻井上，常规涡轮钻具与可操纵钻具均有所应有。涡轮钻具的原理是利用泥浆流动的动能转化为
第1章绪论4井下钻具转动所需要的能量。这就不可避免的有水力损失，造成能量的浪费。目前的水力损失可分为叶型、冲击以及断壁等损失。另外，涡轮钻具的长度较长，其钻头应用范围也相对有限等[13-15]。螺杆钻具主要是由旁通阀、马达总成、传动轴总成以及万向轴总成所组成[16]。泥浆通过旁通阀进入马达，这样在马达的进口和出口之间就形成了压力差，便驱动转子绕定子的轴线旋转，将动能从万向轴和传动轴传递到井底钻头，从而进行碎岩[17]。图1.4螺杆钻具在一些特殊复杂的钻井作业时，常用的井下动力工具就是螺杆钻具，但从整体上看，螺杆钻具的使用寿命较短且不够稳定，严重影响了生产效率，带来重大的经济损失[18]。电动钻具在我国的油气钻井中应用尚属空白。在国外主要通过直流供电驱动电动钻具。它具有过载能力强、可控性强、井下的通讯信息量大，适应高温高压条件下工作的特点。能够适应多种类型的钻井工作。目前由于电动钻具的结构复杂、维修工作复杂、动力消耗大等原因，限制了电动钻具的应用范围[19-21]。1-钻头、2-电钻总成、3-钻柱、4-电缆、5-钻杆接头图1.5电动钻具示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬岩定向钻进螺杆钻具性能分析及应用[J]. 豆旭谦,王力,金新. 煤矿机械. 2020(01)
[2]探析绳索取芯施工技术发展现状[J]. 罗郑. 建材与装饰. 2020(02)
[3]我国连续管技术的发展与展望[J]. 鲁明春,姜方林,章志轩. 焊管. 2019(12)
[4]连续油管注入头夹持系统的力学分析及结构优化[J]. 郑伟. 山东化工. 2019(09)
[5]绳索取芯钻探技术浅析[J]. 杨少峰. 中国金属通报. 2019(03)
[6]PH2800XP电铲辅助卷扬机升级改造的必要性研究[J]. 白瑞,贺栋,丁杰. 煤矿机械. 2018(10)
[7]A solids-free brine drilling fluid system for coiled tubing drilling[J]. WANG Xiaojun,YU Jing,SUN Yunchao,YANG Chao,JIANG Lizhou,LIU Chang. Petroleum Exploration and Development. 2018(03)
[8]绳索取心技术在倾斜地层煤田勘查中的应用分析[J]. 姬永涛,刘龙吉,李小刚,张廷会. 建井技术. 2018(02)
[9]Development and application of turbodrills in hot dry rock drilling[J]. ZHANG De-long,WENG Wei,ZHAO Chang-liang,XU Jun-jun,YANG Peng,HUANG Yu-wen,HU Zhen-zhong. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(01)
[10]连续油管注入头液压同步控制系统设计[J]. 孙仁俊. 焊管. 2017(09)
本文编号：3424964
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