液压多功能取心工具.pptxVIP

中原液压多功能取心工具中原钻井管具工程处管具技术研究所

在油气田的勘探开发过程中，为了解储层构造参数，全面掌握地质构造的复杂性及多样性，以便制定出经济合理的勘探开发力案，需要进行取心作业。中原钻井管具工程处自行研制开发了适合破碎地层、松散地层、斜井中使用的取心工具——液压多功能取心工具。

2009年江苏项目组多次提到钻井四公司江苏项目组取心任务较重，取心收获率较低。2010年3月针对钻井四公司江苏项目组的这一提议，钻井管具工程处安排管具研究所设计出适合的取心工具。1、任务来源01在长期的钻井取心实践过程中，取心技术在我国取得蓬勃地发展。简单单一适应性较小的单筒取心工具已被结构相对合理适应性广阔的双筒取心工具所替代。随着油气勘探开发的需要，新型取心工具、新的取心方法、特殊取心技术得到了迅速地发展和改进。另一方面，由于每年的取心任务有限，以及岩心要求不一致，管具公司只配有常规地层的常用取心工具，可以满足常规取心工具的需求，而对于非常规的取心，都是由专业的取心队伍完成，没有储备非常规取心工具。当钻井公司需要时，往往难以满足钻井取心的需求。2、国内外发展现状02

1、松散地层取心面临的问题松散地层取心是指在比较松散、胶结性差、易破碎、易水化、高含水等地层取心的统称，在这些地层取心往往难度大、复杂程度高，不易得到理想的取心效果，造成以上结果原因是由于：地层胶结物强度低，岩心不易形成，难以进入取心工具；当岩心胶结物具有较强水敏性时，在水基钻井液冲蚀下，岩心承载能力降低，易坍塌破碎、造成堵心、磨心现象的发生，影响取心技术指标；在胶结松散、不均质含砾砂砾石取心过程中，取心工具振动易造成岩心断裂、破碎；岩心的出筒过程中，由于岩心柱受力状态发生变化，岩心易坍塌破碎，岩心成形率低，无法选样。

2、常规取心工具的局限性现阶段常规取心的各项技术已较为成熟，目前在国内普遍使用的常规取心工具，在地层胶结性好易于成形的地层取心，能够满足取心技术指标和岩心质量的要求，但在胶结强度低、岩心承载能力差的地层取心，很难达到理想的效果，这是常规取心工具本身结构造成的工具本身结构造成工具使用的局限性，主要是因为：1）常规取心工具钻井液通过取心钻头内腔冷却取心钻头和携带岩屑，同时也造成对岩心的冲蚀，松散地层岩心本身比较松散，胶结性差、易破碎。岩心极易被钻井液冲刷带走或是使岩心直径变小造成抽心和丢心现象的发生；2）岩心直接与钻井液接触，使岩心胶结物部分水化而降低岩心柱的承载能力；3）岩心爪不能承托岩心，导致内筒内的岩心落井。

影响松散地层取心收获率和成形率等技术指标的因素多种多样，主要有以下几种：取心钻井期间，取心钻头和取心工具的旋转和振动，对所取岩心的破坏作用；钻井液对岩心的冲蚀作用；岩心入筒阻力的影响；岩心承载能力的影响；提钻时岩心滑脱的问题；岩心出筒时，因岩心受力状态变化，造成岩心破碎。

提高取心工具工作的稳定性实际钻井过程中，绝对垂直的井眼几乎是没有的，另外取心时工具内、外筒所承受压力也是不同的，这都会导致内外筒在取心期间不在同一轴线上。当取心工具旋转时，内外筒的摩擦阻力就会大大增加，使其常常会超过内筒与岩心柱间的摩擦阻力，致使内筒开始转动，产生对岩心的作用力，严重时致使岩心破碎，影响取心成形率等技术指标。因此，保证内筒工作稳定，改善岩心在内筒的受力，可提高岩心的成形性，有利于提高取心技术指标。

减少钻井液对岩心冲蚀常规取心工艺中，钻井液通过取心钻头内腔和内唇面，清洗、携带钻头内唇面切削的岩屑，冷却钻头金刚石切削元件，但钻井液液流也会冲蚀岩心，造成取心技术指标低和岩心污染严重的问题，因此针对松散地层取心钻头的设计过程中，要设计采用减少钻井液对岩心冲蚀的结构，将所取岩心与钻井液隔离开来，从而达到完全避免钻井液对岩心的侵害，如在新疆油田已推广应用的密闭取心技术就是采用这一技术原理。

减少岩心入筒阻力常规取心工具内筒采用的是高强度的厚壁管材，内腔表面比较粗糙，同时内筒组合部件的连接使进心管柱成多级台阶，这会造成岩心进入内筒通道的摩擦阻力一般较高。当其磨擦阻力大于岩心承载能力时，将会压碎岩心，造成入筒的岩心难以成形。因此，降低岩心入筒阻力，也是取心工具设计过程中，必须重点考虑的问题。

提高岩心承载能力取心时，岩心成形性的好坏与岩心承载能力成正比，而影响岩心柱承载能力的因素多种多样。其中，岩心柱的截面积是最重要的因素之一。因此在取心工具外径一定的条件下，如何获得最大尺寸的岩心，是取心工具结构设计中，必采购考虑的问题；另一方面，也可在取心时，对岩心旋加一个额外的附加包裹力，在岩心胶结强度一定的情况下，增大岩心的承载能力。也是一种可行的解决方案。

解决松散地层漏心问题针对自锁式常规取心工具在松散破碎地层取心时易出现掉心的问题，设计采