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单动双管油垫取芯工艺的分析

关 键 词:
地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
© 1994 。 此 工 艺 把 普通 取 芯 和 特 殊 取 芯 融 为 一 体 , 克 服 了 取 水 溶 性 盐 芯 需 要 相 应 盐 类 的 饱 和 泥 浆 的 缺 点 。 在钻 井 实 践 中 取 得 了 节 约 成 本 , 取 芯 可 靠 的 良 好 效 果 , 具 有 一 定 的 推 广 价 值 。关 键 词 单 动 双 管 油 垫 取 芯 新 工 艺 水 溶 开 采绪 论 ,钻 井 过 程 中 , 取 芯 是 计 算 矿 产 储 量 , 进 行 地质 研 究 和 选 择 开 采 工 艺 技 术 的 第 一 手 资 料 特别 是 对 具 有 浓 度 梯 度 变 化 特 性 的 盐 矿 水 溶 开 采来 说 , 准 确 取 芯 关 系 到 下 入 技 术 套 管 和 生 产 管串 的 准 确 性 , 从 而 直 接 影 响 开 采 的 效 益 。现 阶 段 , 对 于 水 溶 性 盐 类 取 芯 , 都 采 用 双 动管 或 单 动 双 管 配 合 使 用 相 应 盐 类 的 饱 和 水 泥 浆取 芯 。 虽 然 这 种 方 法 效 果 不 错 , 但 是 它 需 要 在钻 井 盐 层 之 前 , 更 换 或 用 盐 类 处 理 泥 浆 , 使 之 达到 饱 和 状 态 。 在 此 处 理 过 程 中 需 加 入 大 量 的盐 、 稀 释 剂 、 降 失 水 剂 等 材 料 来 调 整 泥 浆 性 能保 证 钻 井 工 程 的 顺 利 进 行 。 因 而 增 加 了 钻 井 成本 。 所 以 , 本 文 针 对 开 采 水 溶 性 矿 层 的 特 点 , 提出 了 一 种 取 此 类 矿 芯 的 新 工 艺 方 法 — 单 动 双管 油 垫 取 芯 工 艺 。板 式 岩 芯 爪 通 过 卡 箍 和 扶 正 筒 与 内 筒 相 接 , 卡箍 式 矿 芯 爪 与 钻 头 内 台 肩 的 距 离 为 一 。采 用 上 提 钻 柱 , 使 带 锥 度 的 岩 芯 爪 外 套 随 筒 上移 , 与 岩 芯 爪 之 间 产 生 了 相 对 位 移 , 迫 使 岩 芯 爪直 径 缩 小 , 包 紧 岩 芯 , 并 可 用 高 速 辅 助 割 芯 , 故害 芯 操 作 也 较 简 单 。单 动 双 管 油 垫 取 芯 器取 芯 器 简 介单 动 双 管 油 垫 取 芯 器 是 采 用 目 前 广 泛 使 用的 普 通 单 动 双 管 取 芯 工 具 , 经 过 简 单 改 进 而 成如 图 。 钻 头 通 过 接 箍 与 外 岩 芯 筒 相 连 接 , 外岩 芯 筒 上 端 通 过 接 箍 与 分 水 接 头 连 接 内 岩 芯筒 与 实 心 轴 连 接 , 实 心 轴 与 轴 承 盒 连 接 , 轴 承 盒是 密 封 的 , 以 防 止 泥 浆 进 入 损 坏 轴 承 轴 承 盒 内有 两 盘 滚 柱 轴 承 , 上 排 用 于 悬 挂 内 岩 芯 筒 , 使 其不 随 外 岩 芯 筒 旋 转 , 下 排 防 止 内 岩 芯 筒 上 顶 。调 压 阀 或 堵 头 堵 死 保 证 矿 芯 正 常 进 入 内 筒 时油 不 通 过 调 压 阀 溢 出 。 采 用 复 合 式 矿 芯 爪 。 卡图 油 垫 取 芯 器接 头 毋 接 箍 短 节 上 外 宕 芯 筒防 松 球 帽 轴 承 压 帽 轴 承 轴 承 盒实 心 轴 圆 盘 根 调 压 阀 调 压 阀 座上 内 宕 芯 简 公 接 箍 巧 扶 正 筒内 筒 接 箍 下 外 岩 芯 简 · 下 内 岩 芯 筒卡 箍 式 宕 芯 爪 卡 箍 座 岩 ’ 芯 爪钻 头 黄 油 机 油取 芯 器 的 特 点单 动 双 管 油 垫 取 芯 器 具 有 不 同 于 普 通 取 芯器 的 特 点 。 首 先 , 一 般 取 芯 器 是 中 空 的 , 在 进 入井 内 就 灌 进 了 泥 浆 , 而 此 新 工 具 内 取 芯 筒 装 入一 定 的 油 避 免 泥 浆 灌 入 以 保 护 矿 芯 。 其 次 , 它的 卡 板 式 岩 芯 爪 充 当 了 内 筒 黄 油 的 承 托 器 , 取代 了 复 杂 的 活 塞 装 置 , 其 上 面 装 入 一© 1994 》 年 第 期 总 期高 的 普 通 黄 油 , 黄 油 之 上 再 装 入 内 取 芯 筒 长 度的 坷 一 万 高 度 的 普 通 机 油 , 用 以 保 护 矿 芯 。 再次 , 调 压 阀 或 堵 头 保 证 矿 芯 正 常 进 入 内 取 芯筒 时 , 油 不 从 此 处 溢 出 而 是 从 矿 芯 与 内 简 之 间的 间 隙 挤 压 出 来 , 以 便 保 护 矿 芯 及 矿 芯 根 部 。此 取 芯 工 具 可 做 成 以 上 , 减 少 了 取 芯 回次 , 为 做 到 多 快 好 省 , 降 低 钻 井 成 本 提 供 了 条件 。单 动 双 管 油 垫 取 芯 的 影 响 因 素转 速转 速 是 用 以 衡 量 回 转 速 度 的 指 标 , 它 的 大小 与 岩 石 性 质 , 破 碎 岩 石 时 间 因 素 有 关 。 盐 矿芯 的 抗 压 强 度 为 一 峰 , 其 矿 体 中 含有 部 分 杂 质 具 有 一 定 研 磨 性 。 因 此 在 钻 进 前期 , 随 钻 速 提 高 , 钻 速 会 加 快 , 逐 渐 地 会 在 后 期随 转 速 提 高 , 钻 速 反 而 减 慢 。 同 时 转 速 提 高 , 回转 钻 具 , 破 碎 岩 石 以 及 克 服 磨 擦 所 需 功 率 也 相应 增 大 , 它 就 受 到 钻 柱 强 度 , 切 削 具 强 度 以 及 钻井 设 备 的 限 制 。钻 压钻 井 时 , 钻 柱 受 到 扭 矩 , 钻 柱 各 截 面 上 都 要产 生 剪 应 力 , 但 它 不 影 响 矿 芯 顺 利 进 入 取 芯 内筒 。 当 钻 柱 公 转 时 , 弯 曲 是 由 于 自 重 和 离 心 力的 综 合 作 用 产 生 的 , 这 时 钻 柱 上 下 部 都 要 产 生弯 曲 , 这 样 会 影 响 矿 芯 顺 利 进 入 内 筒 和 油 的 保护 效 果 。泥 浆 排 量以 往 不 少 人 认 为 环 空 泥 浆 返 速 越 高 , 携 带岩 屑 的 能 力 越 强 。 但 通 过 大 量 研 究 , 低 返 速 液携 带 岩 屑 的 效 果 一 样 理 想 。 通 过 前 人 研 究 , 最理 想 的 平 板 层 流 的 上 返 流 速 为 一以 孔 径 , 二 取 芯 筒 ,钻 杆 计 算 最 理 想 流 量而 我 们 实 际 取 芯 时 排 量 在 一 了 , 因, , , 一 、 , 一 , 、 ‘ 。 」此 按 最 大 值 计 算 出 实 “ 二 甘 共 声 一 · “ “ 耐取 芯 起 钻 的 影 响通 常 认 为 起 钻 过 程 中 , 由 于 钻 杆 与 井 壁 之间 环 隙 尺 寸 有 限 , 而 泥 浆 粘 度 比 较 大 , 提 升 稍 快易 产 生 负 压 力 图 。 在 钻 头 底 部 产 生 一 个 负压 区 , 当 停 下 卸 钻 柱 时 , 环 隙 泥 浆 产 生 回 落 进 入内 筒 , 影 响 矿 芯 的 完 整 性 和 取 芯 可 靠 性 。 但 是 ,单 动 双 管 油 垫 取 芯 工 艺 就 基 本 上 解 决 了 这 个 问题 首 先 内 筒 底 部 是 一 的 黄 字 百 , 当 矿 芯进 入 内 筒 时 , 黄 油 受 挤 压 , 使 内 筒 壁 ·与 矿 芯 环 隙充 填 了 一 定 高 度 的 黄 油 , 阻 止 泥 浆 返 回 内 筒 。当 起 钻 过 快 在 钻 头 底 部 产 生 负 压 时 , 欲 外 流 的机 油 对 黄 油 产 生 一 个 压 力 , 使 黄 油 密 封 好 内 筒与 矿 芯 间 的 间 隙 当 停 止 提 钻 卸 钻 柱 时 , 泥 浆 回流 压 力 , 使 外 部 黄 油 密 封 好 内 筒 与 矿 芯 的 间 隙同 时 , 内 筒 与 矿 芯 环 隙 中 充 满 了 黄 油 和 机 油 , 泥浆 无 法 进 入 内 筒 , 从 而 保 证 了 矿 芯 不 受 影 啊 。仔 一 了其 中 — 泥 浆 上 返 速 度卜 一 井 径— 钻 杆 外 径— 理 论 排 量钻 头砂 芯内 岩 芯 简图岩 芯 爪 黄 油机 油 调 压 阀负 压 区外 芯 简泥 浆带 动 泥 浆© 1994 , 甲‘ , , , 曰中 国 井 矿 盐 》 年 第 期 总 期单 动 双 管 油 垫 取 芯 使 用 效 果单 动 双 管 油 垫 取 芯 工 艺 的 使 用 , 降 低了 对 泥 浆 水 性 能 的 要 求 , 提 高 了 机 械 钻 速 , 降 低了 钻 井 成 本 。 泥 浆 性 能 的 每 一 个 指 标 都 对 机 械钻 速 有 着 直 接 ,影 响 , 这 种 关 系 从 理 论 上 的 分 析和 大 量 的 实 践 资 料 可 综 合 成 图 所 示 曲 线 。 在这 些 因 素 中 , 固 相 浓 度 、 比 重 对 钻 速 影 响 最 大 ,从 现 场 资 料 统 计 , 泥 浆 中 的 固 相 浓 度 每 降 低, 钻 速 约 提 高 , 至 少 提 高 。如 配 制 方 案 不 同 , 有 的 需 加 入 的 成 品 盐 。通 过 研 究 当 含 盐 量 超 过 之 后 , 就 对 泥 浆 性能 有 很 大 的 影 响 如 图 , 为 此 而 需 加 入 铁铬 盐 , 的 钠 梭 甲 基 纤 维 素 , 的 烧 碱 浓 度等 大 量 的 泥 浆 材 料 。 而 采 用 单 动 双 管 油垫 取 芯 工 具 , 特 别 是 在 以 水 溶 性 矿 层 为 目 的 层的 钻 井 中 , 可 节 约 大 量 的 泥 浆 材 料 。的侧鸽朝节采 , , 一 一 一 一 一只尽艳恻攀比 重 含 盐 加 量图 泥 浆 性 能 与 钻 速 的 关 系对 于 威 西 盐 矿 要 穿 过 紫 红 色 泥 岩 、 矿 质 泥岩 、 深 灰 色 页 岩 、 灰 岩 和 膏 层 的 地 层 来 说 , 过 去 ,为 保 证 取 芯 工 作 顺 利 进 行 和 钻 井 要 求 。 首 先 ,配 好 固 相 泥 浆 , 钻 至 井 深 , 再 按 要 求 配制 成 钙 处 理 泥 浆 钻 至 石 膏 层 其 次 , 再 加 盐 处 理成 饱 和 盐 水 泥 浆 取 芯 。 在 此 过 程 中 由 于 泥 岩 及砂 质 页 岩 影 响 , 泥 浆 固 浸 严 重 , 在 井 深 以前 多 出 现 钻 头 泥 包 、 卡 钻 现 象 , 而 且 钻 时 达 一。 当 运 用 单 动 双 管 油 垫 取 芯 工 艺 后 ,保 证 了 取 芯 的 可 靠 性 。 在 泥 浆 配 置 上 改 为前 用 无 固 相 泥 浆 强 速 钻 进 通 过 。 然 后 再处 理 成 钙 处 理 泥 浆 钻 至 完 井 。 这 样 克 服 了井 深 以 前 的 钻 头 泥 包 , 卡 钻 现 象 且 使 钻 时降 到 一 , 钻 速 提 高 了 , 避 免 了 泥浆 固 浸 而 列 换 泥 浆 的 浪 费 。单 动 双 管 油 垫 取 芯 新 工 艺 的 使 用 , 节约 了 因 配 制 饱 和 盐 水 泥 浆 而 需 用 的 大 量 泥 浆 材料 。 我 们 知 道 饱 和 盐 水 含 盐 量 高 达 左 右 ,图 含 固 相 泥 浆 中 加 盐 后 泥 浆 性 能 变 化 曲 线失 水 量 。 静 切 力 漏 斗 拈 度新 方 法 对 钻 井 质 量 的 影 响在 采 用 单 动 双 管 油 垫 取 芯 新 工 艺 的 前 提下 , 改 变 了 泥 浆 配 制 方 案 。 首 先 , 解 决 了 在以 前 井 段 的 钻 头 泥 包 , 卡 钻 事 故 , 井 径 也比 较 均 匀 , 无 大 的 扩 径 和 缩 径 。 其 次 , 取 芯 的 成功 率 更 高 , 过 去 取 芯 率 在 一 , 而 且 由 于泥 浆 冲 刷 大 小 不 均 。 采 用 单 双 管 油 垫 取 芯 新 工艺 取 芯 率 达 一 , 且 取 出 的 是 大 小 比 较均 匀 的 柱 状 形 矿 芯 图 略 。经 济 效 益在 威 西 盐 矿 铁 山 背 斜 的 马 井 、 马 井 弓采 用 了 单 动 双 管 油 垫 取 芯 新 工 艺 , 在 保 证 了 取芯 的 可 靠 性 和 下 入 技 套 和 生 产 管 的 准 确 性 后 ,相 应 地 改 变 了 一 系 列 的 钻 井 措 施 , 从 而 提 高 了机 械 钻 速 , 降 低 了 泥 浆 成 本 。 按 节 约 的 工 期 和费 用 计 算 , 其 综 合 经 济 效 益 在 万 元 以 上 。 大致 数 据 如 表 所 示 。© 1994 》 年 第 期 总 期岩 溶 地 区 卤 井 事 故 浅 析自 贡 市 长 山 盐 矿 杨 鸿 武威 西 盐 矿 顶 板 简 介威 西 盐 矿 顶 板 地 层 表 及 岩 性 如 表 所 示 。表 威 西 盐 矿 地 层 统 计 表地地 层层 代 号号 深 度度 岩 性性 厚 度度系系系 统统 组组 段段段段段段侏侏侏 中 统统 新 田 沟 组组组 棕 黄 色 砂 岩岩罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗罗系系系 少少 自自 大 安 寨 灰 岩 段段 一 紫 红 色 泥 岩岩下下下下 流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流统统统统 井井 马 鞍 山 泥 岩 段段一 泥 岩 及 砂 岩组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组东东东东东 岳 庙 灰 岩 段段 一 黑 色 页 岩岩珍珍珍珍珍 珠 冲 砂 泥 岩 段段 一 砂 质 泥 岩岩叠叠叠 上上 贞贞 青 杠 岭 砂 岩 段段 妇 砂 岩岩系系系 统统 家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家家河河河河河 矮 子 山 含 煤 段段 幻 页 岩岩组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组二二二二二 峨 山 砂 岩 段段 飞 ‘ 砂 岩岩张张张张张 家 山 含 煤 段段 页 岩 、 砂 岩 、 煤 线线尘尘尘尘尘 子 山 砂 岩 段段 幻 砂 岩岩踏踏踏踏踏 子 桥 含 煤 段段 劝 ’’’ 页 岩岩中中中中 雷 日日 雷 四 白 云 岩 段段 尹尹尹 灰 岩 、 白 云 岩 、 顶 部 泥 质 角 砾 岩岩统统统统 坡 组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组 雷雷雷雷雷 三 灰 岩 段段 灰 岩 、 硬 石 膏 、 岩 盐盐 朱 完农篇篇 严 逻逻 前前 取 芯 回 次次 全 井 以 泥 浆 计 算算盐盐盐盐盐盐 校 纤 维 素素 铁 格 盐盐 碱碱旧旧 方 法法 一新新 工 艺艺 一 元元节节 约 费 用用 万 元 工 期 少 天 万 元元元 万 元元 万 元元 元元从 上 述 分 析 和 实 践 中 总 结 出 单 动 双 管 油垫 取 芯 新 工 艺 , 对 取 水 溶 性 矿 芯 具 有 明 显 的 优越 性 和 较 好 的 经 济 效 益在 以 水 溶 性 矿 层 作 为 目 的 层 或 开 采 层的 盐 类 , 钻 井 过 程 中 , 采 用 单 动 双 管 油 垫 取 芯 新工 艺 会 提 高 取 芯 率 , 带 来 较 好 的 经 济 效 益 。在 不 以 水 溶 性 矿 层 为 目 的 层 的 钻 井 中 ,可 以 采 用 单 双 管 油 垫 取 芯 新 工 艺 作 为 辅 助 手段 , 提 高 取 芯 率 , 降 低 取 芯 成 本 。采 用 任 何 一 种 新 方 法 新 工 艺 , 必 须 蓦 和其 他 方 面 配 合 使 用 才 能 显 示 出 其 较 好 的 效 益 。 ‘
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