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转载 定向井和水平井钻井技术 4 [转载]定向井和水平井钻井技术(4)2010-10-13 16：54五.键槽破坏器 键槽破坏器的几何形状与螺旋式稳定器相似，外形尺寸较稳定器小而较钻铤大。它与螺旋式稳定器不同的是上下斜台肩都用硬质合金焊条堆焊成锥形，具有切削、扩孔、破坏键槽的性能。键槽破坏器在钻柱中的位置如下。 1.专门用于破坏键槽的钻具组合 钻头十小尺寸钻铤(50~60米)十键槽破坏器十随钻震击器十加重钻杆。 对于长井段键糟的破坏，可采用钻头十小尺寸钻铤1柱十键槽破坏器十小尺寸钻铤1柱十挠性接头十随钻进击器十加重钻杆。 钻柱中小尺寸钻铤的外径应与钻进时钻杆的接头外径一样，下钻至预计键槽井段以上100米左右，控制下放速度，发现遇阻卡开始划眼，严格控制钻压，一般小于49千牛(5吨)。 2.随钻破坏键槽 在定向钻井中，从增斜井段开始，常常在井下钻具组合中使用键槽破坏器。根据已钻井眼的曲率大小和地层岩性，在容易形成键槽的狗腿井段，用键槽破坏器反复划眼，以防形成键槽。 六.旁通接头、高压循环头 1.用途 采用有线随钻测斜仪进行定向造斜、扭方位时，电缆通过旁通接头或高压循环头进入钻具水眼，把测斜仪器送至井底。 2.结构特点 (1)旁通接头由接头体、电缆密封总成和电缆卡子组成，其特点是： ①结构简单，使用方便； ②旁通接头应尽量接在极浅的井段，通常井深在200米以内； ③使用旁通接头定向、扭方位时，中途不需要起下电缆。但由于旁通接头以上的电缆在井口以下的钻杆环形空间里，井口作业时应特别注意，不要挤坏电缆和防止电缆打扭。 ④旁通接头应配合缺口补心一起使用(或改造补心、切割一条槽)，以便裸露在环空的电缆能通过转盘面。 (2)高压循环头主要由循环头，密封头和手压泵组成。其特点是： ①高压循环头直接和水龙带连接，不用水龙头； ②电缆从高压循环头的顶端密封头进入钻杆，电缆不易损坏； ③在每次接单根时，必须把井下仪器提到井口最上面的一根钻杆(或工作立柱)里，接完单根后，再下放仪器到井底座键，用手压泵打压以密封电缆，压力一般为6.89~12.51兆帕(1000~1800磅/英寸2)，卡电缆卡子(井深2000米内也不可用卡子)。 七.导向钻井系统 导向钻井系统主要由导向马达、MWD、PDC钻头组成。本节主要介绍导向马达(DTU)。MWD可参阅本章第五节。 目前，有三种导向马达，这就是可调弯度的导向马达(AKO)。固定弯度的DTU和单弯马达。 1.结构和工作原理 导向钻井系统(Navigation Drilling System。)是目前世界上先进的定向钻井系列工具，使用这种系统，可使工程人员在不起下钻的情况下就能够准确、连续、经济地完成多种定向作业以及复杂的长井段定向作业，即实现连续钻进和连续控制井眼轨迹。因此，八十年代这种连续控制井眼轨迹的技术出现后，很快就得到发展，并被推广应用于各类定向井及水平井中，而取得越来越显著的经济效益。 (l)结构(见图9-25) (2)工作原理 由于万向节外壳在同一平面内呈反向弯曲，使钻头轴线相对于井眼轴线稍微倾斜。反向双弯外壳先以一角度朝一方向弯曲，后在同一平面内以更大的角度朝相反的方向弯曲，两弯曲角度之差就是钻头与中心轴线间的夹角(图9-26)。由导向马达的上稳定器、下稳定器及钻头三个支点，确定一固定圆弧，三点位置一经确定，就具有固定不变的增斜率，即全角变化率(图9-27)。 进行定向作业时，锁住转盘，即和普通的动力钻具一样工作，所钻井眼为一圆弧；稳斜钻进时，转动钻柱，由于钻头偏距和侧向力都很小，钻柱旋转钻出的井眼就是斜直的，达到稳斜的目的。由于配有MWD仪器，可随时监测井眼轨迹，如果再配上耐用的PDC钻头，可实现在不起钻的情况下连续控制井眼轨迹。 2.导向钻井系统的优点 导向钻井系统最大的特点是用一套钻具组合实现多种定向作业，这样就节省了大量的起下钻时间，缩短了建井周期，节约了钻井费用，因此对昂贵的海上钻井有特别重要的意义。其主要优点有： (l)及时控制井眼轨迹，提高钻井的准确性。采用MWD跟踪监测井眼轨迹，一旦发现轨迹不合要求，便可随时进行方位和井斜的调整，提高井眼轨迹的精度； (2)减少起下钻次数，提高钻井效率。由于使用一套井下钻具组合，就能完成多种定向作业，减少了起下钻的次数，从而避免许多井下事故的发生； (3)充分发挥钻头潜力，提高机械钻速。由于导向动力钻具的多功能性，减少了为控制井眼轨迹而进行的起下钻，从而得以优化钻头使用效果。钻头受到的侧向力一般较小，也有利于延长钻头寿命和增加钻头进尺。 (4)利用计算机技术监测与预测井眼轨迹以及导向马达和钻头的工作性能，能及时调整有关可控因素、钻进方式，确保井眼轨迹控制得以安全、准确、迅速、连续地进行。 3.可控马达DTU与普通马达性能对比 4.DTU和AKO导向马达的