水力加压器技术介绍
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4、改善钻具受力状态，降低中和点高度，钻具稳定 和 导向性好，在大钻压、高转速下工作仍具有吊打功 效，有一定的防斜打直作用。
5、可以克服深井、大斜度井、水平井和小井眼中假 钻压影响，实现钻压稳定可控，使操作得心应手。
6、操作简单，在行程范围内可实现自动送钻。 7、起钻时，一旦钻头遇卡可作下击器解卡，避免事 态恶化。 8、用于取芯可保证取芯质量和回收率。 9、可以减小钻具刺漏、断钻具等井下事故的发生和 处理费用。
3、使用井下动力钻具钻井时，可将水力加压器 接在动力钻具之上，能起到加压平稳，防跳防震的 作用，保证正常钻进及有效地保护井下动力钻具。
三、水力加压器的用途
4、取芯钻进时，可将水力加压器接在取芯筒上， 以使取芯钻头获得恒定的钻压，取芯工具工作更平稳， 从而有助于提高取芯收获率。
5、在定向井、水平井使用水力加压器，可以克服 由于钻具摩阻作用而致使加不上钻压或加压不准的弊病， 使在斜井段或水平井段钻进的钻头获得稳定、足够的钻 压，从而加快定向井、水平井的钻井速度。
四、水力加压器结构及工作原理
如图所示，液力加压装置可以看 作是一个倒置的注射器。
图中： G为钻具重量、G′为大钩 的承载力、F为高压液体作用于活 塞处的推力（向下）、F′为向上的 液压力、W′及 W为地层岩石对钻 头的反作用力。
四、水力加压器结构及工作原理
液力加压装置在井下有 三种工况：
图a：此时未钻进或液推 力大于实际钻压时，活塞 位于工具的下止点（行程 全打开）；
四、水力加压器结构及工作原理
图b:正常工作状态。 此时钻头接触井底，
液体推力F等于钻压， 活塞在缸筒内处于浮 动状态；
四、水力加压器结构及工作原理
图c:为钻头接触 井底、液体推力F 小于钻压W时，活 塞位于上止点（行 程关闭）；
四、水力加压器结构及工作原理
无论哪种情况，整个系统的受力可以 简化为:大钩的承载力 G′、钻具的重量G、 向下的液压力F、向上的液压力F′、地层岩 石向上的反作用力 W。其关式为： G′+F′+W=G+F
10、延长使用寿命，降低钻井成本
克服大斜度井、水平井受到钻具重 力分力、浮力和摩擦阻力的影响， 获得稳定的钻压。
使用操作十分简便，其独特的密封 设计使密封更有效、寿命更长。
在低泵压下充分高效作用。
能延长钻头、钻具和地面设备使用 寿命，降低钻井成本，减少井下事 故的发生。钻头平均寿命提高1倍以 上，钻进每米可降低成本几百元以 上
二、水力加压器的特点
4、增加了行程范围内 自动送钻功能
5、防止跳钻、提高机械钻速 功能卓著
6、提出了新的防斜打直 工艺理论
相对稳定的钻压不需要连续送钻， 在行程范围内可自动送钻，操作简 单，减轻了司钻的劳动强度，提高 了井眼质量
柔性加压钻进最大限度的吸收钻柱 振动和钻头冲击，稳定的钻压提高 了机械钻速，有效的吸震防跳延长 了钻头钻具寿命
北京东方永昌石油技术有限公司
水力加压器技术介绍
2009.03.15
目
录
❖ 一、概述 ❖ 二、水力加压器的特点 ❖ 三、水力加压器的用途 ❖ 四、水力加压器结构及工作原理 ❖ 五、应用前景 ❖ 六、应用实例
一、概述
水力加压器是一种应用于钻井、修井等作业中的井 下工具。它是一种能量转换装置。利用循环泵泵压为动 力把液体压能转化为钻压的一项新型钻井技术，改变了 常规钻井或其它作业是靠下部钻铤的重量施加钻压的方 式，使钻头或下部部分钻具与钻柱中的其他部分柔性连 接，将钻铤给予钻头或其它工具的刚性加压变为液力柔 性加压，克服了刚性加压的种种弊端，从而达到高速度、 高质量、低成本钻井的目的，是钻井技术的一次变革， 对于推动钻井技术的发展有着重要的意义。
而F=F′ 则W=G-G′ 我们知道，“G-G′”即为钻压。所以使用液 力加压装置可像常规钻井一样，直接通过 指重表观察钻压的大小。
五、应用前景
使用水力加压器钻井把机械加压改为液力加压，是钻 井技术的一项变革，具有较高的技术效益、经济效益和社 会效益。从水力加压器的技术特点、作用特点和应用范围 中可以看出：
一、概述
目前在石油钻井中，钻头需要 的钻压是由钻头上部的钻铤重量提 供的，这种传统的刚性加压方式存 在许多不可避免的弊病，如送钻不 均匀、跳钻、钻具弯曲、假钻压等 等。这些弊病都严重影响着机械钻 速、钻头及钻具的寿命。水力加压 器的成功问世使上述问题的解决成 为现实。
二、水力加压器的特点
1、改变了钻头加压方式
五、应用前景
总之，水力加压器的用途是广泛的，好处是多方 面的，使用水力加压器钻井，投入少、见效快、回报 高、直接给用户带来效益，在提高机械转速、缩短钻 井周期、降低钻井成本等方面，具有现实的经济意义 和深远的技术意义，随着人们对水力加压器这种软加 压钻井技术认识的逐步加深和水力加压器的不断改进 完善，对于推动钻井技术的发展起到积极的作用。
四、水力加压器结构及工作原理
上接头 三级活塞
二级活塞 缸筒
一级活塞
水力加压器主要由 缸体、活塞、芯轴等部 分组成，缸体用于连接 钻具并传递扭矩、活塞 在缸体内滑动、密封并 传递压力，芯轴上下分 别和活塞、钻头相连， 将液压力传给钻头。
四、水力加压器结构及工作原理
水力加压器的工作原理是：工作 时，开泵循环泥浆，工具内形成压降， 该压降作用在活塞端面上，形成推力， 推动活塞下行，直到行程结束为止， 该推力就是钻头需要的钻压。当钻完 一个行程后，指重表悬重增加，泵压 显示下降，下放钻柱送钻，开始第二 个行程。如此反复，实现自动送钻。
6、在小井眼钻井时，使用水力加压器可以克服由 于小钻具弯曲造成的摩擦阻力，导致出现的假钻压现象 ，使小钻头的加压准确而稳定，不但有利于加快钻速， 而且还可大大减少钻头和钻具疲劳事故发生。
三、水力加压器的用途
7、在井眼质量要求较严的地区，使用水力加压器， 配以合理的钻具组合和方法，可以起到更好的防斜、稳斜 、降斜的效果，从而达到高速度、高质量、低成本钻井的 目的。
1、钻铤加压改为液力加压，能最大限度的吸收冲击震动， 加压平稳、减震效果好，为提高机械钻速奠定了基础。
2、有效的改善了钻压与钻速匹配关系，扩大了匹配范围， 可在大钻压和高转速下钻进，提高了机械钻速。
3、克服了冲击振动产生的高峰荷载，延长了钻柱、钻头 等寿命，减少了起下钻次数，提高了行程机械钻速。
五、应用前景
三、水力加压器的用途
水力加压器适用于石油钻井、修井、打捞、取芯 等作业，具体可在以下几方面应用：
1、在常规转盘钻井作业中可直接接在钻头上， 以给钻头提供稳定钻压，达到保护钻头和钻具、加 快钻井速度的目的。
2、在易跳钻的较坚硬地层或非均质地层，使用 水力加压器可最大限度的吸收轴向与横向冲击振动， 起到极好的“减震器”作用，其效果是减振器不能 比拟的。
2、改变了钻压调节方法
3、减震效果实现了 “质”的飞跃
把机械式加压改为液力加压为 钻头提供稳定钻压，实现了柔性 加压钻进
通过改变水力因素调节钻压大 小，可节省部分钻铤、减轻钻机 负荷
利用开泵循环时活塞端面上形 成的推力，推动活塞下行从而最 大限度的吸收钻柱振动和钻头冲 击，实现了标本兼治，减震效果 是所有类型的减震器所不能比拟 的。
刚性加压改为液力加压，有效的改 善了钻压与钻柱刚性、机械钻速两者 之间的关系，改善了钻具受力状态， 降低了中和点高度，提高了切点位置， 减小了钻具弯曲和钻头倾角，提高了 钻具的稳定性
二、水力加压器的特点
7、避免小井眼假钻压、钻具弯 曲现象的发生
8、入井使用时不需要特殊操作 和特殊工具
9、单位压降推力大，钻压调节范围广
8、在处理诸如打捞钻具等井下事故时，使用水力加 压器有利于造扣、对扣、切割、磨铣等作业，有助于及早 解除事故。
9、在修井作业、断铣作业、开窗侧钻作业中，使用 水力加压器同样可起到诸如钻井作业中的加压、防跳、减 震等，提高钻井效果，延长工具寿命。
10、在钻铤不足或由于钻机负荷需减少钻铤时使用水 力加压器，可节省部分钻铤，减轻钻机负荷。
六、应用实例
六、应用实例
六、应用实例
Hale Waihona Puke 实物图片北京东方永昌石油技术有限公司
汇报完毕 请各位专家多提
宝贵意见！
5、可以克服深井、大斜度井、水平井和小井眼中假 钻压影响，实现钻压稳定可控，使操作得心应手。
6、操作简单，在行程范围内可实现自动送钻。 7、起钻时，一旦钻头遇卡可作下击器解卡，避免事 态恶化。 8、用于取芯可保证取芯质量和回收率。 9、可以减小钻具刺漏、断钻具等井下事故的发生和 处理费用。
3、使用井下动力钻具钻井时，可将水力加压器 接在动力钻具之上，能起到加压平稳，防跳防震的 作用，保证正常钻进及有效地保护井下动力钻具。
三、水力加压器的用途
4、取芯钻进时，可将水力加压器接在取芯筒上， 以使取芯钻头获得恒定的钻压，取芯工具工作更平稳， 从而有助于提高取芯收获率。
5、在定向井、水平井使用水力加压器，可以克服 由于钻具摩阻作用而致使加不上钻压或加压不准的弊病， 使在斜井段或水平井段钻进的钻头获得稳定、足够的钻 压，从而加快定向井、水平井的钻井速度。
四、水力加压器结构及工作原理
如图所示，液力加压装置可以看 作是一个倒置的注射器。
图中： G为钻具重量、G′为大钩 的承载力、F为高压液体作用于活 塞处的推力（向下）、F′为向上的 液压力、W′及 W为地层岩石对钻 头的反作用力。
四、水力加压器结构及工作原理
液力加压装置在井下有 三种工况：
图a：此时未钻进或液推 力大于实际钻压时，活塞 位于工具的下止点（行程 全打开）；
四、水力加压器结构及工作原理
图b:正常工作状态。 此时钻头接触井底，
液体推力F等于钻压， 活塞在缸筒内处于浮 动状态；
四、水力加压器结构及工作原理
图c:为钻头接触 井底、液体推力F 小于钻压W时，活 塞位于上止点（行 程关闭）；
四、水力加压器结构及工作原理
无论哪种情况，整个系统的受力可以 简化为:大钩的承载力 G′、钻具的重量G、 向下的液压力F、向上的液压力F′、地层岩 石向上的反作用力 W。其关式为： G′+F′+W=G+F
10、延长使用寿命，降低钻井成本
克服大斜度井、水平井受到钻具重 力分力、浮力和摩擦阻力的影响， 获得稳定的钻压。
使用操作十分简便，其独特的密封 设计使密封更有效、寿命更长。
在低泵压下充分高效作用。
能延长钻头、钻具和地面设备使用 寿命，降低钻井成本，减少井下事 故的发生。钻头平均寿命提高1倍以 上，钻进每米可降低成本几百元以 上
二、水力加压器的特点
4、增加了行程范围内 自动送钻功能
5、防止跳钻、提高机械钻速 功能卓著
6、提出了新的防斜打直 工艺理论
相对稳定的钻压不需要连续送钻， 在行程范围内可自动送钻，操作简 单，减轻了司钻的劳动强度，提高 了井眼质量
柔性加压钻进最大限度的吸收钻柱 振动和钻头冲击，稳定的钻压提高 了机械钻速，有效的吸震防跳延长 了钻头钻具寿命
北京东方永昌石油技术有限公司
水力加压器技术介绍
2009.03.15
目
录
❖ 一、概述 ❖ 二、水力加压器的特点 ❖ 三、水力加压器的用途 ❖ 四、水力加压器结构及工作原理 ❖ 五、应用前景 ❖ 六、应用实例
一、概述
水力加压器是一种应用于钻井、修井等作业中的井 下工具。它是一种能量转换装置。利用循环泵泵压为动 力把液体压能转化为钻压的一项新型钻井技术，改变了 常规钻井或其它作业是靠下部钻铤的重量施加钻压的方 式，使钻头或下部部分钻具与钻柱中的其他部分柔性连 接，将钻铤给予钻头或其它工具的刚性加压变为液力柔 性加压，克服了刚性加压的种种弊端，从而达到高速度、 高质量、低成本钻井的目的，是钻井技术的一次变革， 对于推动钻井技术的发展有着重要的意义。
而F=F′ 则W=G-G′ 我们知道，“G-G′”即为钻压。所以使用液 力加压装置可像常规钻井一样，直接通过 指重表观察钻压的大小。
五、应用前景
使用水力加压器钻井把机械加压改为液力加压，是钻 井技术的一项变革，具有较高的技术效益、经济效益和社 会效益。从水力加压器的技术特点、作用特点和应用范围 中可以看出：
一、概述
目前在石油钻井中，钻头需要 的钻压是由钻头上部的钻铤重量提 供的，这种传统的刚性加压方式存 在许多不可避免的弊病，如送钻不 均匀、跳钻、钻具弯曲、假钻压等 等。这些弊病都严重影响着机械钻 速、钻头及钻具的寿命。水力加压 器的成功问世使上述问题的解决成 为现实。
二、水力加压器的特点
1、改变了钻头加压方式
五、应用前景
总之，水力加压器的用途是广泛的，好处是多方 面的，使用水力加压器钻井，投入少、见效快、回报 高、直接给用户带来效益，在提高机械转速、缩短钻 井周期、降低钻井成本等方面，具有现实的经济意义 和深远的技术意义，随着人们对水力加压器这种软加 压钻井技术认识的逐步加深和水力加压器的不断改进 完善，对于推动钻井技术的发展起到积极的作用。
四、水力加压器结构及工作原理
上接头 三级活塞
二级活塞 缸筒
一级活塞
水力加压器主要由 缸体、活塞、芯轴等部 分组成，缸体用于连接 钻具并传递扭矩、活塞 在缸体内滑动、密封并 传递压力，芯轴上下分 别和活塞、钻头相连， 将液压力传给钻头。
四、水力加压器结构及工作原理
水力加压器的工作原理是：工作 时，开泵循环泥浆，工具内形成压降， 该压降作用在活塞端面上，形成推力， 推动活塞下行，直到行程结束为止， 该推力就是钻头需要的钻压。当钻完 一个行程后，指重表悬重增加，泵压 显示下降，下放钻柱送钻，开始第二 个行程。如此反复，实现自动送钻。
6、在小井眼钻井时，使用水力加压器可以克服由 于小钻具弯曲造成的摩擦阻力，导致出现的假钻压现象 ，使小钻头的加压准确而稳定，不但有利于加快钻速， 而且还可大大减少钻头和钻具疲劳事故发生。
三、水力加压器的用途
7、在井眼质量要求较严的地区，使用水力加压器， 配以合理的钻具组合和方法，可以起到更好的防斜、稳斜 、降斜的效果，从而达到高速度、高质量、低成本钻井的 目的。
1、钻铤加压改为液力加压，能最大限度的吸收冲击震动， 加压平稳、减震效果好，为提高机械钻速奠定了基础。
2、有效的改善了钻压与钻速匹配关系，扩大了匹配范围， 可在大钻压和高转速下钻进，提高了机械钻速。
3、克服了冲击振动产生的高峰荷载，延长了钻柱、钻头 等寿命，减少了起下钻次数，提高了行程机械钻速。
五、应用前景
三、水力加压器的用途
水力加压器适用于石油钻井、修井、打捞、取芯 等作业，具体可在以下几方面应用：
1、在常规转盘钻井作业中可直接接在钻头上， 以给钻头提供稳定钻压，达到保护钻头和钻具、加 快钻井速度的目的。
2、在易跳钻的较坚硬地层或非均质地层，使用 水力加压器可最大限度的吸收轴向与横向冲击振动， 起到极好的“减震器”作用，其效果是减振器不能 比拟的。
2、改变了钻压调节方法
3、减震效果实现了 “质”的飞跃
把机械式加压改为液力加压为 钻头提供稳定钻压，实现了柔性 加压钻进
通过改变水力因素调节钻压大 小，可节省部分钻铤、减轻钻机 负荷
利用开泵循环时活塞端面上形 成的推力，推动活塞下行从而最 大限度的吸收钻柱振动和钻头冲 击，实现了标本兼治，减震效果 是所有类型的减震器所不能比拟 的。
刚性加压改为液力加压，有效的改 善了钻压与钻柱刚性、机械钻速两者 之间的关系，改善了钻具受力状态， 降低了中和点高度，提高了切点位置， 减小了钻具弯曲和钻头倾角，提高了 钻具的稳定性
二、水力加压器的特点
7、避免小井眼假钻压、钻具弯 曲现象的发生
8、入井使用时不需要特殊操作 和特殊工具
9、单位压降推力大，钻压调节范围广
8、在处理诸如打捞钻具等井下事故时，使用水力加 压器有利于造扣、对扣、切割、磨铣等作业，有助于及早 解除事故。
9、在修井作业、断铣作业、开窗侧钻作业中，使用 水力加压器同样可起到诸如钻井作业中的加压、防跳、减 震等，提高钻井效果，延长工具寿命。
10、在钻铤不足或由于钻机负荷需减少钻铤时使用水 力加压器，可节省部分钻铤，减轻钻机负荷。
六、应用实例
六、应用实例
六、应用实例
Hale Waihona Puke 实物图片北京东方永昌石油技术有限公司
汇报完毕 请各位专家多提
宝贵意见！