減振增壓鉆井技術(shù)與實(shí)踐應(yīng)用探討

張傳榮

【摘要】減振增壓裝置是針對(duì)現(xiàn)有鉆井設(shè)備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點(diǎn)，提供一種既可以減少鉆柱振動(dòng)，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率，從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。減振增壓技術(shù)的使用，不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難，而且很好的起到了防斜打快的作用，大大縮短了鉆井周期，提高了鉆井速度。

【關(guān)鍵詞】鉆井技術(shù) 減振增壓技術(shù) 探討

某井是中國石化在勝利油田部署的一口重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)預(yù)探井，完鉆井深3390米，為了克服該區(qū)域地層傾角大、易斜、夾層多易憋跳等困難，采用減振增壓鉆井技術(shù)，提高了大井眼鉆井速度，在同區(qū)塊中取得了較高的技術(shù)指標(biāo)，創(chuàng)歷史新高，三開后進(jìn)行連續(xù)200米硬密閉取芯，并取得了圓滿成功。

該井實(shí)際井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如下：

1減震增壓裝置的結(jié)構(gòu)及原理

鉆井工程中，影響破巖效率的主要因素是破巖工具和方法。實(shí)踐表明，提高鉆井過程中井底鉆頭噴嘴的射流能力，可以大大提高鉆頭的破巖效率及鉆井速度。但是，如果從地面增加鉆井液的壓力輸送給井底的鉆頭噴嘴，需要改變現(xiàn)有的設(shè)備和工藝，成本昂貴。

減振增壓裝置是針對(duì)現(xiàn)有鉆井設(shè)備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點(diǎn)，提供一種既可以減少鉆柱振動(dòng)，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率，從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。

減振增壓裝置包括上部轉(zhuǎn)換接頭、彈簧、中心軸、活塞軸、密封總成、增壓缸、高壓流道和下部轉(zhuǎn)換接頭，上部轉(zhuǎn)換接頭與彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸連成一體，中心軸與花鍵外筒相配合，可用于傳遞扭矩并允許中心軸可以上下活動(dòng)，中心軸通過緊鎖螺母連接活塞軸。彈簧外筒、彈簧下封堵接頭、花鍵外筒和下部轉(zhuǎn)換接頭連成一體，彈簧的底端設(shè)有出水閥，出水閥連通高壓通道。

結(jié)構(gòu)圖如下：

本裝置上部為減振系統(tǒng)，下部為鉆井液增加系統(tǒng)，可整體連接在鉆柱和破巖鉆頭之間，實(shí)施鉆井時(shí)，由于鉆柱的縱向振動(dòng)，鉆柱帶動(dòng)上部轉(zhuǎn)換接頭、彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸一起上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，彈簧外筒內(nèi)的彈簧通過壓縮和膨脹可保證彈簧外筒、增壓缸等不隨鉆柱上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鉆柱向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)中心軸和活塞軸相對(duì)于增壓缸向上移動(dòng)，增壓缸內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，吸入鉆井液。當(dāng)鉆柱向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)中心軸和活塞軸向下移動(dòng)，壓縮增壓缸內(nèi)的鉆井液并使之增壓，增壓后的鉆井液通過出水閥進(jìn)入高壓流道，高壓流道也聯(lián)通某個(gè)鉆頭噴嘴的高壓管相連，從而產(chǎn)生高壓射流，輔助破碎巖石。

簡單的說就是當(dāng)鉆柱發(fā)生縱向振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)活塞軸相對(duì)于增壓缸產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆井液在井下增壓。同時(shí)，通過彈簧和增壓缸內(nèi)的鉆井液吸收振動(dòng)能量，穩(wěn)定鉆柱和井底鉆頭。

2減振增壓技術(shù)在鉆井中的應(yīng)用

為克服該區(qū)域底層傾角大、易斜、夾層多易憋跳等困難，通過與石油大學(xué)鉆井工程科研所合作，大膽嘗試減震增壓的新技術(shù)，應(yīng)用于某井2200m-2910m井段，地層數(shù)據(jù)如下：

使用井下鉆柱減振增壓裝置的井段內(nèi)，機(jī)械鉆速13.92m/h，在地層基本相同，鉆井參數(shù)亦基本一致的情況下，與鄰井對(duì)比，相當(dāng)于相同井段機(jī)械鉆速的兩倍。減振增壓技術(shù)的使用，不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難，而且很好的起到了防斜打快的作用，大大縮短了鉆井周期，提高了鉆井速度，僅用12天15小時(shí)就打完技套，創(chuàng)同區(qū)塊歷史新高。

3結(jié)束語

減振增壓裝置是針對(duì)現(xiàn)有鉆井設(shè)備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點(diǎn)，提供一種既可以減少鉆柱振動(dòng)，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率，從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。

減振增壓技術(shù)的使用，不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難，而且很好的起到了防斜打快的作用，大大縮短了鉆井周期，提高了鉆井速度。