空气锤研制及应用技术.ppt

空气锤研制与应用技术 目 录 一、研究背景 二、技术特点 三、结构与工作原理 四、技术指标与试验曲线 五、现场试验与应用成果 六、问题及措施 七、进一步研究方向 一、 研究背景 问题的提出 玉门油田“窿9井”遇到的问题：钻井速度慢、井斜 为解决上述问题，中石油集团公司在“窿9井”实施了空气钻井试验；并根据试验情况，提出了一系列有针对性的研究课题 单次冲击功 空气锤的单次冲击功表明了空气锤工作的能力 在工作行程接近终了时，活塞所具有的冲击功为 风压 密切注意钻进中风压的变化，掌握空气锤钻进情况与工作状态 空气锤钻进时的风压变化规律如下图：0－t1为开始供气，风压上升至P1；t1— t2为吹孔状态，风压稳定在P1上；t2－t3为空气锤降至井底，风压迅速上升到P2，空气锤进入正常工作状态；t3— t4为空气锤正常工作状态，风压稳定在P2上，井底排屑畅通；t4— t5将空气锤钻头提离井底，空气锤又进入吹孔状态，风压降至P1 风压 送风量较小或井底排屑不畅时，钻屑产生积累，风压逐渐升高，如下图所示 这时应上提钻具，使空气锤由冲击工作状态转变为强吹井底状态，依靠送气管路中能量的突然释放，产生短时间高速气流，将积存的钻屑喷出 待气压下降后再放下钻具，继续钻进 岩性： 主要为泥岩夹粉砂岩 钻进井段： 675.52～2056.35米 进尺： 1380.83米（单只钻头） 纯钻时间： 81小时16分 平均机械钻速：16.99米/小时 钻进参数： 耗气量： 100～120米3/分 钻压： 3～5吨 转速： 50～80rpm 立压： 5.5～6.5MPa 岩性： 泥岩、砂岩 纠斜井段：3064.52—3276.18米 进尺： 211.66米 纯钻时间：27.58小时 钻进参数： 钻压：0.1—1吨 立压：1.4—2MPa 转速：50—60rpm 结果：最大井斜角14.01度，纠斜后井斜角7.21度 研制出具有保径纠斜功能的专用工具——辊子扶正装置 按照常规钻井模式，设计井深6316米需要510天的钻进周期。 本井4月19日开钻，9月12日完钻钻井周期145天，完钻井深6530m。大幅度缩短了川渝地超深井钻井周期，实现了股份公司要求的当年部署当年出勘探成果的目标，取得了历史性的突破。 1#空气锤钻进时润滑不及时，影响了钻速。 以下照片为润滑不正常的零件与润滑正常的零件对比。 2#空气锤-配气座 1#空气锤-配气座 2#空气锤-活塞 1#空气锤-活塞 2#空气锤-气缸 1#空气锤-气缸 1#空气锤、2#空气锤的钻进数据比较 达到目标层 （平均钻时2.6分钟/米） 钻速较低（平均钻时达5.5分钟/米） 起钻原因 22.98米/小时 10.83米/小时 平 均 机械钻速 62.45小时 22.8小时 累计钻时 1434.89米 247.01米 累计进尺 1066.01—2500.9米 819—1066.01米 钻进井段 2—3吨 2—3吨 钻 压 2.2—2.5MPa 2.2—2.5MPa 立管压力 135—150m3/min 135—150m3/min 气 量 12 1/4” 12 1/4” 井 眼 KQC275-2#空气锤 KQC275-1#空气锤 空气锤型号及编号 龙岗10井是龙岗构造上所钻的一口预探井 根据同构造上完钻的龙岗1及正钻的龙岗2、3、9、11井的气体钻井钻探情况，在钻井工程设计阶段就作了如下工作： （1）对气体钻井井段的井下地质复杂情况、钻井风险及难点做了深入的分析 （2）对气体钻井空气锤钻进的井身质量控制、钻具组合及使用要求、空气锤钻进的注意事项等环节做了细致的部署 龙岗10井空气锤钻进刷新了龙岗1井的两项空气锤钻进记录： （1）2007年4月19日16:00—4月20日16:00，空气锤日进尺575米，改写了2006年“龙岗1井”日进尺557米的记录。 （2）单只钻头进尺1744.93米，打破了龙岗1井单只钻头进尺1712.82米的记录。 岩性： 紫灰色粉砂岩 钻进井段： 2850～2882.98米 进尺： 32.98米 纯钻时间： 4.16小时 平均机械钻速：7.93米/小时 钻进参数： 注气量： 105米3/分 钻压： 0～2吨 转速： 30rpm 立压： 1.6～1.8MPa 起钻原因 接完271#单根井深2879.80米时,钻进1米后钻压开始有显示，钻速明显变慢，扭矩变小；钻至井深2882.23米时,扭矩突然由13kN·m升高至29kN·m，转盘蹩停；停钻上提活动钻具后继续钻进，速度缓慢；井深2882.98米起钻。 情况分析 分析认为，由于没有按要求在空气锤上端安装2只强制性回压阀，只是安装了2只