气体钻井地面分离器的设计及试验研究.pdf

第 3 O 卷第 2期 2 0 0 9年 3月 石 油 学 报 ACTA PETROLEI SI NI CA Vo 1 ． 3 O No ． 2 Mar ． 20 0 9 文章编号 0 2 5 3 2 6 9 7 2 0 0 9 0 2 0 3 0 0 0 4 气体钻井地面分离器的设计及试验研究 付 双 成 孙 国刚 姬 忠礼 1 ．中国石油大学化学科学与工程学院北京 1 0 2 2 4 9 ； 2 ．中国石 油大学机 电工程学院北京 1 0 2 2 4 9 摘要 气体钻 井现有工 艺都将环空返 回到地 面的携岩 气体 直接排 放或放燃 ， 既污染环境 又浪费 能源 。根据 气体钻 井的特 点， 设 计 了由两级 串联 的旋风分离器与两台过滤器 一 台备 用 组成 的气体钻井地面分离系统， 对成本较高的气体 钻井介质 氮气或天然气 进行 回收和循环利用。通 过对 井 口钻屑 的采样分析和浓度计算 ， 得到 了旋风分离器入 口钻屑的粒度 分布和质量 浓度 范围。对旋风 分离器进行 的室内模拟试验结果表明， 旋风分离器的分离效率稳定在 9 9 ． 5 ％ 以上， 能够 完全除净粒径 大于 1 0 g m 的粉 尘颗粒。钻 井现场试验结果显示， 整个分离 系统工作稳定 ， 过滤器 出口气体 中钻屑的最大粒径 小于 5 p t m， 质量浓度 小于 0 ． 0 5 mg ／ m ， 已达 到进 入压缩机 的要求 。 关键词 气体钻 井； 气体回收； 旋风分离器 ； 分 离系统 ； 分离效率 中图分类号 TE 2 4 2 ． 7 文献标识码 A De s i g n a n d e x p e r i me nt s t u d y o f g r o u nd s e p a r a t i o n e qu i p m e nt i n g a s d r i l l i ng F U S h u a n g c h e n g S UN Gu o g a n g j I Z h o n g l i 。 1 ．Fa c u l t y o f C h e mi c a l En g i n e e r i n g，C h i n a Un i v e r s i t y o f Pe t r o l e u m ，Be i j i n g 1 0 2 2 4 9，Ch i n a ； 2 ． Fa c u l t y o f Me c h a n i c a l a n d El e c t r o n i c En gi n e e r i n g，Ch i n a Un i v e r s i t y o f Pe t r o l e u m ，Be i j i n g 1 0 2 2 4 9，Ch i n a Ab s t r a c t At p r e s e n t ，t h e g a s f o r c a r r y i n g c u t t i n g s i n g a s d r i l l i n g s y s t e m i s c o mmo n l y b u r n t o r e x h a u s t e d d i r e c t l y ，wh i c h c a u s e s p o l l u t i o n o f e n v i r o n me n t a n d wa s t e o f e n e r g y ．A g r o u n d s y s t e m wa s d e s i g n e d t O s e p a r a t e d r i l l i n g c u t t i n g s f r o m g a s i n g a s d r i l l i n g ．Th e s ys t e m i s c o mp os e d o f t wo s t a ge s e r i e s wo und c y c l on e s e pa r a t o r s a n d t wo f i l t e r s on e i s s p a r e ．The h i g h c o s t dr i l l i ng g a s p ur i f i e d b y t h i s s y s t e m c a n b e r e c o v e r e d a n d r e c y c l e d ．Th e g r a n u l a r i t y a n d ma s s c o n c e n t r a t i o n o f c u t t i n g s a t i n l e t o f c y c l o n e s e p a r a t o r we r e ob t a i n e d o n t he ba s i s of t he c on c e n t r a t i on o f t he dr i l l i n g c ut t i ngs a t we l l he a d． The s i mu l a t i on t e s t i n l a bo r at or y i ndi c a t e d t h a t t he s e p a r a t i o n e f f i c i e nc y o f c yc l o ne s e pa r a t o r c o ul d b e a bo v e 9 9． 5％ ，a nd d r i l l i n g c ut t i n gs b i gge r t ha n 1 0“m i n di a me t e r c o ul d be r e mo v e d a b s o l u t e l y ．Th e f i e l d t e s t s i n d i c a t e d t h a t t h e s y s t e m o p e r a t e d s t e a d i l y a n d r e l i a b l y ．Th e d i a me t e r s o f d r i l l i n g c u t t i n g s a t t h e f i l t e r O u t - l e t we r e s ma l l e r t h a n 5“ m，a n d t h e ma s s c o n c e n t r a t i o n wa s l e s s t h a n 0 ． 0 5 mg ／ m ，wh i c h c o u l d me e t t h e r e q u i r e me n t o f c o mp r e s s o r s． Ke y wo r d s g a s dr i l l i n g；ga s r e c ov e r y；c yc l o ne s e pa r a t or ；s e pa r a t i on s ys t e m ；s e pa r a t i on r a t e 气体钻井技术不但可 以减轻地层伤害、 提高油井 产能 ， 还可 以提 高 钻井 速 度 ， 缩 短 钻井 周 期 _ 1 。 ] 。国 内 外现行 的气体 钻井 工艺利 用排砂 管线 将环 空返 回到地 面 的携 岩气 体 直 接 排 放 到 放 喷 池 中 ； 当有 油 、 气 产 出 时， 在排砂管线出口进行点火放燃 ， 既污染环境 、 浪费 能源 ， 同时还增 加 了钻井 成本 。针对 这种状 况 ， 柳 贡慧 等人_ 4 提出 了气体 循环 钻 井 的工 艺 方 案 ， 将 环 空返 回 地面成本较高的携岩气体 如氮气、 天然气 进行 分离 净化 ， 经压缩机 、 增 压机 加 压 后 重新 注 入 井筒 ， 实 现气 体钻井时的循环利用 。其 中井 口携岩气体 的分离净化 是最关 键 的一 个环 节 。 目前 国外已见一些有关充气钻井液中气体回收工 艺的专利 ] ， 但对气体钻井中携岩气体回收工艺与设 备 的研究报道却很少。笔者设计 了一套气体钻井地面 分离系统 ， 并进行了旋风分离器的实验室模拟试验和 分离 系统 的氮气钻 井现场 分离效 果试 验 。 1 气体钻井地面分离 系统 的设计 气体钻井井 口携岩气流 中的钻屑质量流量很大 ， 钻 屑粒径 也 随着钻 井 速度 、 注气 量 、 井 深 、 地 质情 况 的 差异变化很大， 携岩气流中还可能含油、 水。鉴于气体 钻井井 口返流状况 的复杂性与不确定性， 井 口分离应 基金项 目 国家高 技术 研 究 发展 计 划 8 6 3 项 目 2 0 0 6 AA 0 6 A1 0 3 、 中 国石 化 股 份公 司科 技 开发 项 目 P 0 5 0 6 2 和 中石 油重 点技 术 开 发项 目 0 6 B 2 0 3 0 5 0 3 联合资助。 作者简介 付双成 ， 男， 1 9 7 6年 6月生 ， ／ 9 9 9年毕业于辽宁石油化工大学 ， 现为中 国石油大学 北京 在读博士研究生 ， 主要从事 多相流分离技术与装 备的研究 。E ma i l f u s h c h 7 1 1 1 6 3 ． c o rn 第 2期 付双成等 气体钻井地面 分离 器的设计及试验研究 3 O 1 采用多级分离工艺 ①旋风分离除去气流中携带的粒 径较大的钻屑颗粒及液滴 ， 保护后续的过滤器 ， 并延长 过滤器工作寿命 ； ②过滤器进行气体的精细净化 ， 以保 证气体净化质量 。气体钻井井 口地面分离系统 由两级 串联的旋风分离器与两台过滤器 一 台备用 组成 ， 其 流程如图 1所示 。第一级、 第二级旋风分离器分离出来 的钻屑 、 液滴等落人其下面的料罐 中， 用液体输送方式 将其排出料罐。料罐 中的液体 同时起到液封的作用。 图 1井口地面分离系统流程示意 图 Fi g．1 Fl o wc h a r t o f we l l he a d g r o u nd s e pa r a t i o n s y s t e m 该 分 离系 统 主要 用 于钻 采储 层 的氮气 或 者天 然气 的净 化 回收 ， 井 口分离 器 的设 计 条 件 可 按 储 层 钻进 参 数确定 。 如用氮气作三 开钻进 ， 井深 为3 0 0 0 m， 钻 头 直径为 2 1 5 ． 9 mm， 套管直径为 2 4 4 ． 5 mm， 机械钻速为 1 0 3 0 m／ h ， 注 气 量 为 1 0 0 m ／ rai n 标 准 状 态 ， 井 口 压力为 0 ． 2 ～0 ． 3 MP a ， 工作温度为 5 0 ℃。由此便可设 计出旋风分离器及过滤器的结构尺寸。 2 旋风分离器 的模拟试验 2 ． 1 井 口工况的调研与计算 地面分离系统的设计关键是井 口携岩气体工况条 件 。井 口携岩气体的气量 、 气体 中钻屑 的粒度和质量 浓度都是旋风分离器 的设计和试验所关心的参数。气 体钻井井 口携岩气量可以根据气体钻井注气量和井 口 压力计算出来。现行 的气体钻井井 口携岩气体都进行 直接放燃 ， 笔者对井 口携岩气体 中的钻屑进行 了采样 粒度分析和质量浓度计算 。 2 ． 1 ． 1 井 口钻屑 粒度 钻屑粒度不但是影响注气量的一个重要 因素 ， 也 是影响旋风分离器分离效率 的重要因素 。在气体钻井 过程 中 ， 气体 的携 岩 能 力有 限 ， 如 果钻 屑 粒 径 太 大 ， 则 不能被上升气流带至环空或者带出井 口。井底和环空 中较 大粒 径 的钻 屑被 反 复 破 碎成 为小 粒 径 的钻 屑 ， 直 到能 被上 升气 流带 出井 口。现在 对 于钻 屑粒度 取值 的 看 法 没有一 致 意见 _ 8 ] ， 钻 屑粒 度大 小与 注气 量 、 井深 、 钻进速度、 钻头类型、 岩层性质等 因素都有关系， 是一 个 比较难确定的数值。笔者在四川对几 口气体钻井井 口的钻 屑进 行 了采样 分 析 ， 如表 1 所示 。 表 1气体钻 井工 况及 井 口钻屑粒度分布 Ta b l e 1 Co n di t i o n o f g a s dr i l l i n g a n d t he g r a nu l a r i t y o f we l l he a d d r i l l i ng c ut t i ng s 从 表 1中可 以看 出 1 井 口钻 屑 的粒 度 随着 注 气 量 的增 加 而增 大 。 注气量越大 ， 气体携岩能力越强 ， 能被带到井 口钻屑的 粒度就会越大。注气量决定 了气体的携岩能力， 是影 响井 口钻 屑粒 度 的最 主要 因素 。 2 井 口钻屑的粒度随着井深的增加而减小 。井 深增 加 ， 钻 屑 在环 空停 留 时 间增 加 ， 破 碎 的 机会 增 加 ， 钻屑粒径变小 ； 对于相 同粒径 的钻屑 ， 井深越深 ， 将 其 携带的井 口所需要 的能量越大 ， 即在相 同的携岩气 量 时， 井深越深 ， 所能携带到井 口的钻屑粒度越小。 3 井 口钻 屑的粒度 随着机械钻 速 的增 加而减 小 。在相 同岩 性 和钻 头 的条件 下 ， 机械钻 速 减小 ， 钻进 过程 中产 生 的钻 屑粒 度 就 越 小 ， 井 口钻 屑 粒度 也 会 相 应地 变小 。 4 在正常气体钻井条件下 ， 2 0 0 0～ 5 0 0 0 m之 间井 深 的钻屑 粒径 主要 分 布 在 1 5～ 3 0 0 ff m 之 间 ， 钻 屑的粒径 中值主要分布在 2 0～ 6 0 ff m之间 ， 这为气体 钻井分离系统的设计和试验提供 了基础依据 。 2 ． 1 ． 2 井 口钻 屑 浓度 井 口钻 屑 浓度 随着 钻进 过程 的变 化而 变化 。在 开 始钻进时 ， 钻屑逐渐充满环空 ， 井 口浓度增加 ， 然后井 口钻屑浓度逐渐趋于一个稳定值 。在接单根之前 ， 需 3 0 2 石 油 学 报 2 0 0 9年第 3 O卷 要 把井筒 环空 内的钻 屑 清 除干 净 ， 这 时 井 13钻 屑 浓度 逐渐降低 。由于气体的携岩能力有 限， 井 口钻屑浓度 一 般不会 太高 ， 空气钻井 工艺 通常 规定 ， 钻 进 时环空钻 屑体积浓度的最高允许值为 3 ％l 1 。 ] 。由于环空中越接 近井 口压力越低 ， 气体体积变大 ， 钻屑的浓度变低 ， 所 以井 口钻 屑浓度 会低 于这个最 高允 许浓度 值 。 在正 常稳定 钻进 过 程 中 ， 井 口的钻 屑浓 度 波 动较 小， 按此时的工况进行井 口钻屑质量浓度计算。假设 在稳定 钻进过程 中产生 的钻 屑被 全 部 及 时携 带 出来 ， 根据注 气量计算 出井 口钻 屑的质 量浓度 为 c。一 ㈩ 式 中C i 为 标 准 状 态井 口钻 屑 质 量浓 度 ， k g ／ m ； p为 钻屑密 度 ， k g ／ m。 ； V 为钻进 时 产生 并 被带 出钻 屑 的体 积流量 ， m 。 ／ h ； Q为标 准状态 注气 量 ， m ／ mi n 。 由表 1 、 式 1 可 以计 算 出标 准 状 态 井 口钻 屑 的 质量 浓 度 为 1 4 0 ～ 4 2 0 g ／ m。 。井 口压 力 为 0 ． 2 MP a 时，进人旋风分 离器 的实 际钻 屑质量 浓度为 2 8 0 ～ 8 4 0g ／ m。 。 2 ． 2模 拟试验 在 大型冷模 实验 室 ， 按 照 旋 风分 离 器 入 口气 速 相 、 锝 籁 褪 人口质量浓度 ／ g m。 a 同 的原则 对该 分离 系统 中的两级 串联旋 风分 离器进 行 了负压分离性能试验 。利用毕托管测量旋风分离器入 口气量 ， 利用 u形差压计测量旋风分离器的压降。根 据采样 钻屑 的粒度 分析结 果 ， 试 验选用 3 2 5目滑石粉 、 F C C废催化剂 、 3 0 6 0目砂子按质量 比为 6 3 1 掺混 的混合粉料来模拟气体钻井井 口钻屑。分离效率为 卵 一 Gc 1 0 0 ％ 2 7一 u ／ 0 式中 G 为旋风分离器入 口加料质量 ， k g ； G 为旋风分 离器 底部 收料质量 ， k g 。 2 ． 3试验 结果 与分析 2 ． 3 ． 1 井 口钻屑 质量 浓度对 旋风分 离器性 能的影 响 由设计条件中的注气量 、 井 口压力及第一级旋风 分离器入 口面积可 以计算 出第 一级 旋风 分离 器入 口设 计气速为 1 7 2 8 m／ s 。试验人 口气 速采用 2 0 m／ s ， 根据 计算的井 口钻屑质量浓度确定试验加料的质量浓度为 2 0 g ／ m。 、 5 0 g ／ m。 、 1 0 0 g ／ m 、 5 0 0 g ／ m 和 1 0 0 0 g ／ m ， 分离效率测试结果如图 2所示 。 从 图 2 a 中可 以看 出 ， 第 一 级旋 风 分 离器 的分 离 效率 和 两 级 旋 风 分 离 器 的 总 分 离 效 率 都 随 着 入 口 处 质量 浓 度 的 增 加 而 增 加 ， 当 入 口处 质 量 浓 度 达 到 、 瓣 醛 褪 人 口气速 ， m． B - 1 b 图 2旋风分离器 分离效 率与入 口操作参数的关系 Fi g． 2 Cy c l o ne s e pa r a t o r e f f i c i e n c y a t di f f e r e nt i nl e t o p e r at i n g pa r a m e t e r s 1 0 0 g ／ m 以后 ， 两 级旋 风分 离 器 的总 分 离效 率增 幅不 大。第一级旋风分离器能够分离 出 9 6 ％～9 7 ． 5 ％ 的 钻屑 ， 两级旋风分离器的总分离效率一直能够稳定维 持在 9 9 ． 5 ％ 以上 ， 这说 明在设 计范 围 内的不 同钻 屑 质 量浓度条件下 ， 旋风分离器能够保证高效稳定工作 。 2 ． 3 ． 2 井 口气量 对旋风 分 离器性 能的影响 对于旋风分离器来说 ， 井 口气量 的变化主要表现 为旋风 分离器 入 口气 速 的变化 。试验 入 口质量浓 度 为 1 0 0 g ／ m。 ， 分离效率测试结果如图 2 b 所示。 从图 2 b 中可 以看出， 当入 口质量浓度一定时， 第一级旋风分离器的分离效率和两级旋风分离器的总 分离效率都随着入 口气速的增加而逐渐提高。在旋风 分 离器设 计气 速为 1 7 ～2 8 m／ s ， 第 一 级旋 风 分离 器 的 分离效率维持在约 9 7 ％， 两级旋风分离器 串联的总分 离 效率稳 定 维 持 在 9 9 ． 5 ％ 以上 。说 明 此 旋 风 分离 器 能够在设计范围内的不同人 E l 气量条件下保证高效平 稳工作。 2 ． 3 ． 3 第二级 旋风 分 离器 出 口气体粒 度分析 在入 口气速为 1 6 m／ s 、 入 口质量浓度为 1 0 0 g ／ m。 的试验条件下 ， 对第二级旋风分离器 出口气体 中的粉 尘进行了采样和粒度分析 ， 粒度分析结果如图 3所示 。 从图 3可以看出， 两级旋风分离器 能够完全除净气体 中大于 1 0 m的粉尘颗粒 ， 这为后续 的过滤器工作减 轻 了负荷 ， 能够有效地延长过滤器滤芯的使用寿命。 一 一 一 一 一 一} } 一 1 。 一 一 一 广 ■ ／ ～ ． r 。。．．r．．。。，r。．．．● r。 L m ∞ 卯 ％ 第 2期 付双成等 气体钻井地面分离 器的设计及试验研究 3 0 3 目 i 、 黛 粒度范围 ， m 图 3第二级旋风分离器 出口气体 中钻屑粒径分布 Fi g． 3 Pa r t i c l e s i z e s i n t he o ut l e t g a s o f t h e s e c o nda r y c y c l o ne s e p a r a t o r 、 删 抽 瓣 阚 妪 2 ． 3 ． 4旋 风分 离器在 纯 气流 下的压 降 旋 风分 离器 压 降在纯 气 流条 件 下 测试 结 果 如 图 4 所示 。第一级旋风分离器压降和两级旋风分离器的总 压降都随着入 口气速 的增加而增大 ， 即随着井 口气体 流 量 的增加 而增 大 。在 设 计 气 速 范 围 内 ， 两 级 旋 风 分 离器总压降只有约 0 ． 0 2 MP a ， 而实际运行 中含尘气流 的压降会更小一些， 这样小 的压 降将不会影响到正常 的气体钻井操作 。 、 逝 H 皇 人 口气 遥 ／ m s 图 4旋风分离器压 降与入 口气速的关 系 Fi g． 4 Cy c l o ne s e pa r a t o r p r e s s u r e dr o p at di f f e r e nt i n l e t g a s v e l o c i t y 3 现场试验 本 套分 离 系统在 2 0 0 7年某 油 井 A 进行 了氮 气 钻 井 现场 分离 效果 测试 。井 口出来 的携 岩气 体从 排砂 管 线引入到旋风分离器和过滤器 ， 过滤后 的气体仍然直 接 排 放 。井 A 测 试 时 的 钻 进 工 况 为 氮 气 作 四 开 钻 进 ， 井深为 4 6 0 0 m， 钻头直径 为 1 6 5 ． 1 mm， 机械钻速 为 6 r n ／ h ， 注 气 量 为 9 0 m。 ／ mi n 标 准 状 态 ， 井 口压 力 为 0 ． 1 6 MP a 。由此可 以计算 出井 口携岩气体 中钻 屑 的实 际平 均质 量 浓度 为 1 0 2 ． 7 g ／ m 。 在第二级旋风分离器 出口， 利用 C C D1 0 0 0 一 F B型 便携式微电脑粉尘仪 精度 为 0 ． 0 1 mg ／ m。 测试分 离 后气体的质量浓度小 于 2 0 0 mg ／ m ， 两级 旋风分离器 总分 离 效 率 在 9 9 ． 8 ％ 以上。在 过 滤器 出 口， 利 用 AM5 1 0型 智 能 防 爆 粉 尘 测 试 仪 精 度 为 0 ． 0 0 1 rag ／ m 在线测 试过滤后气 体 中粉尘 质量浓度为 0 ． 0 2 ～ 0 ． 0 5 mg ／ m ， 且 出口气体 中粉尘最大粒径小于 5 u m， 完全 能够 满足 进入 压缩 机 和增压 机 的要求 。从综合 录 井仪监测到的立管压力可以看到， 把井 口携岩气体引 入到旋 风分 离 器和 过滤 器 以后 ， 立 管压 力 增加 0 ． 1 MP a ， 可见地 面 分离 系统 对钻 进过 程 的影 响很小 。 4 结论 1 针对气体钻井 的工况 ， 为了 回收井 口的携岩 气体 ， 设计了两级旋风分离器与过滤器组合 的气体钻 井地面分离系统。气体 钻井井 口钻 屑粒度 的采样分 析 、 钻 屑 粒径 的分 布状 况 以及 对 井 口携 岩 气 体 的钻 屑 质量浓度 的计算 ， 为井 口分离 器 的设计 提供 了基础 依 据 。 2 试 验结 果 表 明 ， 人 口质 量 浓 度 和人 口气 量 在 设计范围内波动时， 两级旋风分离器的总分离效率都 能稳 定地 维持 在 9 9 ． 5 ％以上 ， 说 明此 旋 风 分 离器 抵 抗 钻 屑 浓度 和井 口气 量 波 动 的 能力 比较 强 ， 能够 保 证 系 统操作 的稳定性和高效性 。从粒度分析结果来看， 两 级旋风分离器能够完全除净气体中大于 1 0 m 的钻屑 颗 粒 。 3 两级旋风分离器的总分离效率维持在 9 9 ． 5 ％ 以上， 分离 性能 高效稳定 。过滤器 出 口质量 浓度 为 0 ． O 2 ～O ． 0 5 mg ／ m。 ， 且 出 口气 体 中粉尘 最 大粒 径 小 于 5 m， 完全能够满足进入压缩机和增压机进行 回收利 用 的要 求 。 参 考 文 献 [ 1 ] 郭建华 ， 佘朝毅 ， 李黔 ， 等． 气体钻井井筒 冲蚀 作用定量分 析及控 制方法[ J ] ． 石油学报 ， 2 0 0 7 ， 2 8 6 1 2 9 1 3 2 ． Gu o J i a n hu a ， Sh e Ch a o y i ， Li Qi a n， e t a 1 ． Qu a n t i t a t i v e a n a l y s i s a nd c o n t r o l l i n g me t h o d f o r p ip e s t r i n g e r o s i o n i n g a s d r i l l in g [ J ] ． Ac t a Pe t r o l e i Sini c a， 2 0 0 7， 2 8 6 1 2 9 1 3 2 ． [ 2 ]赵忠举 ． 欠平衡 钻井技术 [ M] ． 北京 中国石油 天然气集 团公 司 信息研究所 ， 1 9 9 8 8 - 9 ． Z h a o Z h o n g j u ． Un d e r b a l a n c e d d r i l l i n g t e c h n o l o g y [ M]． B e i j i n g I ns t i t u t i o n o f I nf o r m a t i o n Re s e a r c h o f Ch i n a Na t i o n a l P e t r o l e u m Cor p o r a t i o n， 1 9 9 8 8 - 9 ． E 3 3 周英操 ， 翟洪军 ． 欠平衡钻 井技术与应 用E M] ． 北京 石油工业 出 版社 ， 2 0 0 3 2 - 4 ． Z h o u Yi n g c a o ， Z h a i Ho n g j u n ． Un d e r b a l a n c e d d r i l l i n g t e c h n o l o g y a n d a p p l i c a t io n [ M] ． B e r i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y P r e s s ， 2 0 0 3 2 4 ． [ 4 ] 付双成 ， 孙 国刚， 柳 贡慧 ， 等． 天 然气 钻井 气体 回收设 备 的研制 [ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 0 8 ， 3 6 5 2 8 3 1 ． 下转 第 3 0 7页 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 第 2期 刘清友等 微小井 眼水力 加压器结构设计及钻压计算 3 0 7 3 结论 1 设 计 了一 种 用 于 8 8 ． 9 mm 井 眼 的水 力 加 压 器 ， 通 过对 水力 加 压器 与 井 下 马达 的钻 压 分 析 可 以看 出 ， 在 钻井 过程 中不 能把 水 力 加 压 器 认 为 是 一 个 独 立 的工具 。 2 水力 加压 器 和安装 在其 下 的所 有元 件 组 成一 个相互作用 的系统 ， 即带水力加压器底部钻具组合 的 稳定操作钻 压取决于钻具组合 的形式 和各种 钻井参 数 ， 它们共同作用使得钻压达到一个稳定的值 。 3 要 获 得应 用水 力加 压器 的最 佳效 益 除 了需 要 相 应 的理论 指导 外 ， 还需 要一 定 的经 验 。 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 3 [ 4 ] 参 考 文 献 丁培积 ， 陈天成 ， 刘嘉铭 ， 等． 水平井 水力加压工 具及其应 用[ 刀． 石油钻探技术 ， 1 9 9 5 ， 2 3 3 4 1 4 3 ． D i n g P e i j i ， Ch e n Ti a n c h e n g ， L i u J i a mi n g ， e t a 1 ．Hy d r a u l i c p r e s s u r i z i n g t o o l s f o r h o r i z o n t a l we l l a n d i t s a p p l i c a t i o n[ J ] ． P e t r o l e u m Dr i l l i n g Te c h ni q u e s， 1 9 9 5， 2 3 3 4 1 4 3． 吴姬吴 ， 金 潮苏． 水力加压工具 中限位指示装置 的研究[ J ] ． 石油 钻探技 术 ， 2 0 0 2， 3 0 4 4 8 4 9 ． Wu J i h a o， J i n Cha o s u ． S t u d y o f l i mi t i n d i c a t i n g u n i t i n hy dr a u l i c p r e s s u r e t o o l s [ J ] ． P e t r o l e u m Dr i l l i n g Te c h n i q u e s ， 2 0 0 2 ， 3 0 4 4 8 4 9 ． 林元华 ， 黄万 志， 施太 和 ， 等． 水力加压 器研制及应 用[ J ] ． 石油钻 采工艺 ， 2 0 0 3 ， 2 5 3 1 - 3 ． Li n Yu a n hu a ， H u a n g W a n z h i ， Sh i Ta i h e ， e t a 1 ． De v e l o p m e n t a n d a p p l i c a t i o n o f t h e t h r u s t e r [ J ] ． Oi l D r i l l i n g＆ P r o d u c t i o n Te c h n o l o gy ， 2 0 0 3， 2 5 3 1 - 3 ． 马 自江 ， 孙志和 ， 刘 月军． 水力 加压装 置研究 与应用 [ J ] ． 石油 钻 采工艺 ， 2 0 0 1 ， 2 3 5 3 6 3 7 ． [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 O ] [ 1 1 ] Ma Z ij i a n g， S u n Z h i h e ， L i u Yu e j u n ． S t u d y a n d a p p l i c a t i o n o f t h e h y d r a u l i c wo b p r o mo t i n g a s s e mb l y [ J ] ． Oi l Dr i l l i n g P r o d u c t i o n Te c h n o l o gy ，2 0 0 1， 2 3 5 3 6 3 7． 黄万志 ， 林元华 ， 施太和 ， 等． 水力加压装置的设计 与现场试验分 析[ J ] ． 天然气工业 ， 1 9 9 8 ， 1 8 6 5 4 5 6 ． H u a ng W a n z h i ， Li n Yu a n hu a ， S h i Ta i he ， e t a 1 ．De s i g n a n d f i e l d e x p e r i me n t o f a n e w t h r u s t e r [ J ] ． Na t u r e Ga s I n d u s t r y ， 1 9 9 8 ， 1 8 6 5 4 5 6． 林元 华 ， 黄万 志 ， 施太和． 水 力加压器 和井 下马达组合 时的钻压 计算 [ J ] ． 石油钻采工艺 ， 1 9 9 9 ， 2 1 1 1 - 5 ． Li n Yua n hu a， H u a n g W a nz h i ，S h i Ta i h e ．W OB c a l c u l a t i o n f o r c o mb i n a t io n o f h y d r a u l i c t h r u s t e r a n d d o w n h o l e mo t o r [ J ] ． O i l Dr i l l i n g Pr o d u c t i o n Te c h n o l o g y， 1 9 9 9， 21 1 1 _ 5 ． M a t t h i a s R ， H o v i n g P G ， M a k o h l F ．Dr i l l i n g p e r f o r ma n c e i m p r o v e me n t s u s i n g d o wn h o l e t h r u s t e r s [ R ． S P E 2 9 4 2 0， 1 9 9 5 ． 苏义脑 ， 王 家进． 中空 螺杆 钻具 的外特 性及 其改 进 [ J ] ． 石油 学 报 ， 1 9 9 8 ， 1 9 1 8 9 9 5 ． S u Yi n a o ， W a n g J i a j in ． T h e p e r f o r ma n c e o f p o s i t i v e d i s p l a c e me n t mo t o r wi t h h o l l o w r o t o r a n d i t s i mp r o v e me n t [ J ] ． Ac t a P e t r o l e i S i n i c a ， 1 9 9 8， 1 9 1 8 9 9 5 ． 万 邦烈 ， 李 继志． 石 油矿场 水力 机械 [ M] 。 北京 石 油工业 出版 社 ， 1 9 9 0 2 8 0 3 3 0 ． Wa n B a n g l i e ， L i J i z h i ． Oil f i e l d h y d r a u l i c e q u i p me n t [ M] ． B e i j i n g Pe t r o l e u m I nd u s t r y Pr e s s， 1 99 0 2 8 0 3 3 0 ． 苏义脑． 螺杆钻具 的工作 特性[ J ] ． 石油钻 采工艺 ， i 9 9 8 ， 2 0 6 1 1 1 5