摘要：自动垂直钻井系统是集机、电、液一体的智能闭环钻井工具,具有主动防斜、解放钻压、提高井筒质量的技术优势,已成为高陡构造等易斜井段钻井防斜打快的核心装备之一。西部钻探公司自2010年研发成功三翼推靠式自动垂直钻井系统以来,通过试验应用逐步完善,在控制理论、系统结构设计上已经有所突破,但没有实现规模产业化应用,主要问题在于工具系统工作寿命低、近钻头井斜测不准、质量不稳定等。近两年,针对这些问题,西部钻探公司通过系统分析与现场试验,进行机械零部件结构改进、控制程序优化等,使得工具工作寿命、质量稳定性等大幅提升。在塔里木油田、新疆油田、青海油田等现场应用验证,工具寿命稳定突破至150 h以上,为国产自动垂直钻井系统的成熟应用与推广提供技术价值。

摘要：在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导致切削齿失效,从而对钻井效率产生负面影响并增加钻井成本。为了预测和分析PDC钻头切削齿破岩过程中的温度分布规律,并揭示其动态破岩特性,基于正交切削理论和岩石弹塑性力学,构建三维耦合位移场-温度场模型,用以模拟PDC钻头切削齿在破岩过程中的非线性动力学行为,分析不同切削参数和结构参数下切削力的大小和温度分布规律。研究结果表明:切削齿的高温区位于切削刃附近的椭圆区域内,且角度在以切削刃为中心的90°~230°范围内;最佳的切削深度为0.001 m,前倾角优选为7.5°。此类参数设定可降低切削齿的磨损,同时避免高温失效,从而最小化切削力和最高温度。本文所提方法为研究PDC钻头整体结构设计和切削齿热损伤提供了理论依据和分析方法,使设计出的PDC钻头对复杂地层具有更好的适应性。

摘要：分析了节能发电机在石油链式钻传动机中应用的可行性,提出了节能发电机在钻机并车箱中传动方案的设计及合理选型方法,并从现场实践和经济效益角度说明新型节能发电机在链式钻机中值得推广应用。

摘要：长7井是玉门油田在酒东区块长沙岭构造上部署的一口预探井,该地区钻井存在一系列技术难点:上部第三系地层黏土含量高,易水化膨胀,缩径严重;白垩系地层压力系统复杂,井下事故和复杂情况多,下沟组紫红色泥岩地层坍塌压力高,微裂缝发育,岩性硬脆,长时间裸露后易发生应力破裂,使井壁坍塌严重,造成井下频发阻卡等复杂情况;白垩系下部地层岩石可钻性差,胶结致密,机械钻速低。为此,长7井在钻井过程中采取了有针对性的设计方案及技术措施,包括合理选用钻头和优选钻井参数、优选钻井液体系和水泥浆体系等。长7井实钻效果表明,与邻井同井深相比,该井平均机械钻速大幅度提高,钻井周期明显缩短。

摘要：研究钻井液中纳米SiO2含量对套管摩擦学性能的影响,用2Crl3钢材加工制作销盘,在含有不同纳米SiO2的水基钻井液下进行摩擦试验,得出了销盘磨损率、摩擦系数、钻井液温度变化,并分析测试了实验后销盘的硬度、膜基结合强度、三维形貌和EDS表面元素组成。试验研究结果表明:钻井液套管的主要磨损类型为磨粒磨损和氧化磨损;在钻井液中加入纳米SiO2可以显著降低套管磨损率;纳米SiO2粒子在套管摩擦磨损过程中可以起到保护、承压、填充、抛光、屏蔽作用,降低套管的磨损率;在钻井液中加入2%的纳米SiO2可获得最低磨损率,继续添加纳米SiO2将降低表面膜的粘结强度进而提高套管磨损率。结论:在钻井液中加入纳米SiO2可显著降低套管磨损,2%的纳米SiO2添加量具有对套管的最佳润滑效果。