SLBF-TIT型钻井提速工具-2013宣传

钻井提速,克服PDC钻头卡滑,延长钻头寿命

SLBF-TIT型扭转冲击钻井提速工具

中石化胜利石油工程有限公司 钻井工艺研究院

钻井提速,克服PDC钻头卡滑,延长钻头寿命

目 录1. 概述 2. 基本原理 3. 技术特点与优势 4. 工具型号与技术参数 5. 室内与现场试验情况 6. 规范的资料

7. 技术、经济与社会效益分析及推广应用前景

钻井提速,克服PDC钻头卡滑,延长钻头寿命

1. 概

述

伴随我国各能源区块勘探开发力度加大，井越来越深，钻遇地层也日益复 杂，人们认识到，石油钻井的主力钻头——PDC钻头普遍存在的卡滑问题是难 钻地层机械钻速低、钻井效率低的主因之一。

PDC钻头破岩原理是机械剪切 卡滑是其固有现象，在较硬的难钻地层，问题更为突出

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1. 概这种剧烈而不稳定的钻进过程的危害：

述

(1)使传递到钻头的破岩动力大打折扣，能量传递效率不高；

(2)导致整条钻柱受力工况恶劣、疲劳寿命低；(3)钻头切削齿工作面不稳定，影响PDC切削效果和破岩速度； (4)容易造成复合切削片崩齿，致使PDC钻头失效； (5)高频交变的扭转震荡易使钻头等钻具松扣，诱发井下事故；

瓶颈——安全问题，钻井效率问题 解决方案——SLBF-TIT型扭转冲击工具SLBF-TIT型扭冲工具，钻井液驱动，能够产生一定频率的符合PDC剪切破岩机理的扭转冲击，克服PDC卡滑，稳定钻进过程，提高 破岩能量传递效率。

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1. 概

述

SLBF-TIT型扭冲工具研制目的：消除PDC钻头卡滑现象 ，提高难钻地层机械钻速

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SLBF-TIT型扭冲工具是一种安全、经济、高效的钻井提 速工具，与PDC钻头配合使用，形成一种新的钻井工程提 速提效配套技术，即使工具失效也不影响正常钻进。

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2. 基本原理基本原理：利用部分钻井液的流体能量，驱动内部锤体，在封闭的区域内，产生一定频率的圆周往复冲击，并施加于PDC钻头上。

是PDC破岩机理的创新

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3.技术特点与优势作为一种井下冲击动力工具 SLBF-TIT型扭冲工具的技术特点与优势在于： 能够克服PDC卡滑现象，提高从转盘或顶驱到钻头的能量传递效率，就 等于增加了PDC破岩能量；

在PDC原有剪切破岩的基础上增加了扭转冲击破岩的方式和能量，等于提升现有PDC钻头的破岩本领，带来的是PDC破岩机理的创新，有利于拓 展其应用领域；

高频交变的剪切冲击能够平衡钻柱扭转震荡，稳定钻进过程，改善钻头等钻具及井下仪器的工作环境，延长它们的使用寿命； 较之静扭力，冲击力更容易使岩石(各向异性)破碎，提高破岩效率。

----------------扭转冲击工具钻井提速的原理2

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3.技术特点与优势

与国内外相关技术比较：

TorkBuster:涡轮 哈里伯顿公布的专利：叶轮 西南石油大学的专利 ：螺杆或涡轮

SLBF-TIT型扭冲工具的技术优势在于：内部无

涡轮、 螺杆、叶轮等复杂零件，可靠性好，效率高，具有我国 自主知识产权；

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3.技术特点与优势SLBF-TIT型扭转冲击钻井工具创新点

采用钻井液直接驱动锤击结构型 式，可靠性高，有自主知识产权；

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4.工具型号与技术参数型号 适用井眼尺寸/mm 流量/L· s-1 压降/MPa 外形尺寸 上接头外径/mm 上部连接扣型 下部连接扣型 SLBF-TIT216 型 215.9 28~32 2.0~2.4 Φ190mm×720mm 177.8 NC50 REG4 1/2” SLBF-TIT241型 241.3 38~42 2.0~2.4 Φ210mm×770mm 203.2 REG6 5/8” REG6 5/8” SLBF-TIT311型 311.1 50~55 2.0~2.4 Φ254mm×820mm 228.6 REG7 5/8” REG6 5/8”

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5.室内与现场试验情况现场试验: 截至2013-6月底， SLBF-TIT型扭冲工具成功应用15井次，累

计进尺5880m,纯钻时累计1247h,提速效果显著。井次 井眼 井号

。

设计井深m 2620 3041 3792.07 3430 4200 3690 3930 3460 4600

施工井段m 2517-2620 2866-3041 2180-2837 3198.06-3430 3265m-3515 2854~3080 2513-3570 2344-2851 2888-3345.5

进尺m 103 175 657 231.94 250 226 657 507 457.5

机械钻速 纯钻时间h m/h 9.63 6.83 6.2 5.66 5.75 8.05 5.89 7.16 1 10.71 25.62 106 40.98 43.5 28.09 111.55 70.81 455.25

单趟钻用时h 22.9 50 150 66.5 72 90 196 108 649

同地层同井、邻 井井段比较 沙四上 沙四 沙四 沙四下

地层

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

215.9 高890-24井 215.9 滨660-6井 215.9 桩23-17-斜30井 215.9 樊55井 215.9 高946井 215.9 永深2井 215.9 利页1井 215.9 盐227-4HF井 311.1 哈山3井 215.9 元陆602井

沙三中、下 沙三下、沙四上 沙三中 属沙三中、下 石炭系，主要是玄 武岩地层 自流井组东岳庙段 花港组，灰色泥岩 区块第1口探井 与粉砂岩、含砾细 砂岩和中砂岩互层 玉泉组、龙井组、 花港组，砂泥岩， 以泥岩为主 区块第1口探井 花港组 花港组

46434800

3771.713828.184128-4391 4391-4800

54.47263 409

0.986.07 5.22

55.543.33 78.29

9690.5 134

215.9 NB22-1-1 12 13 14 215.9 15 215.9 311.1 NB14-6-1

2890-4208 4850 4208-4465.89

1318

11.9

111

224.75

257.89

9.3

27.74

80

4474-4787.5

313.5

8.2

38.22

119

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5.室内与现场试验情况 三、取得的成果与创新点案例一：高946井提速作业井段：3265m—3515m(共250m) 属沙三中、下，以深灰色泥岩、灰质泥岩、砂质泥岩为主

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5.室内与现场试验情况 三、取得的成果与创新点案例一：高946井

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5.室内与现场试验情况 三、取得的成果与创新点案例二：盐227-4HF井(扭冲成功提速第一口非常规井)

属沙三中，上部以暗色泥岩类为主夹砂岩，中部以灰色砂泥岩互层，下部为暗色泥质岩类

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5.室内与现场试验情况 三、取得的成果与创新点案例三：哈山3井(中石化重点探井)

设计井深4600m,目的层为二叠系，自620m进入石 炭系，2600m进入主要是玄武岩的地层，20112888m井段24趟钻，历时67天

,平均每趟钻约37m, 机械钻速在0.4~2.4m/h。井深2882m井斜4.2°,井 壁有塌陷，经过调重浆、短起下之后决定使用扭冲 +PDC提速作业。