下部钻具组合

5．2下部钻具组合

下部钻具组合是指用于施加钻压的那部分钻柱的结构组成。一般是由钻铤和扶正器组成。通过调节扶正器的按放位置、距离和扶正器的数量，下部钻具组合可以是增斜组合、降斜组合及稳斜组合三种。但是无论哪一种组合，其实质是施加钻压后，钻柱发生弯曲变形，在钻头上产生侧向力，由于侧向力的作用，使钻头合力方向不再与井眼轴线重合，造成井斜。为了防止井斜，应当使钻柱组合在施加钻压后，产生的钻头侧向力为零，使钻头合力与井眼轴线重合。

5．3钻井参数组合

钻井参数主要是钻压和转速。在一定的钻柱组合时，通过调节钻压和转速，可改变钻头侧向力的大小和方向，从而改变井斜的大小和方向。

5．4钻头结构引起井斜

牙轮钻头的移轴、复锥和超顶，都要引起钻头轴线偏离井眼中心线，产生侧向切削。

6井斜控制原理及方法

控制井斜实质就是控制钻头造斜力，使其为降斜力。要达到这个目的，地层造斜力是不可改变的，唯一可控制的是下部钻柱组合和钻井参数，通过改变下部组合和调节钻井参数可使钻头侧向力为降斜力，抵抗地层造斜力的作用强度，使井斜控制在一定范围内。目前使用的钟摆钻具、塔式钻具、偏心钻铤等是以增大降斜力为目的的钻柱。他们可以起在直井中防斜，在斜井中纠斜的作用。刚性满眼钻柱、方钻铤、螺旋钻铤等是以强大的刚度反抗地层造斜的作用。在直井中防斜，在斜井中稳斜，井斜了不能使用刚性满眼钻柱。但是通过调节扶正器安放间距和钻井参数，刚性满眼钻柱也可以是增斜或降斜钻柱。

6．1、钟摆钻具

这种钻具是在钻头的上方一定距离处，一般是18—27米左右按装一个扶正器。当其发生井斜时，扶正起靠下井壁上，扶正器下面的钻柱重量在钻头上产生一个指向下井壁的力，这个力就是钟摆力，是降斜力，使井斜减少。钟摆钻具使用关键是扶正器的安放距离，太大在扶正器下面产生新切点，钟摆失效；太小钟摆力也小，效果也不好。另外，钻压不能太大，过大的钻压使钟摆失效。是一种既能防斜又能纠斜的钻具。在现场得到广泛使用。

6．2刚性满眼钻具

所谓刚性满眼钻具是指组成下部钻具的刚度大，在钻井过程中不会发生弯曲变形。要实现这种钻井，一是采用大尺寸钻铤，二是在下部钻柱上安放三个以上的扶正器，使钻柱扶正器填满井眼。其防斜原理是：

* 在紧靠钻头处安装一个近钻头扶正器，在地层造斜力很大的情况下，近钻头扶正器支撑在井壁上，限制钻头横向移动，抵抗地层造斜力的作用，减少由于下部钻柱弯曲而产生的钻头倾斜角；

使用大尺寸钻铤加扶正器使井眼填满，在较大的钻压下钻柱不会发生弯

曲，保持钻柱在井眼内居中，减少钻头倾斜，限制了由于钻柱弯曲产生的造斜力。

为了充分发挥刚性满眼钻具的作用，则至少要安装三个扶正器。用有限元法和连续梁法可以计算刚性满眼钻具的力学特性。

6．3塔式钻具

下部钻具是由几种不同尺寸的钻铤组成，并且是紧靠钻头处的直径最大，随后逐渐递减，形如塔形。故叫塔式钻具。这种钻具组合下部钻具重量大、重心低、钻头工作平稳，并能产生较大的钟摆力。塔式钻具在井径易扩大地层中钻进防斜效果好，井斜变化率小。

6．4 偏心钻铤

偏心钻具是将普通钻铤的一侧开孔或削掉一部分重量，这样就成了偏心钻铤。当钻柱旋转时就会产生偏心旋转，从而产生指向重边的离心力。这个离心力在由高边向低边运动时产生加速运动敲打并切削下井壁，从而在斜井中起纠斜作用，由于偏心旋转钻柱不会发生自转，在直井中可防斜，在斜井中可纠斜。6．5压不弯钻具

这种钻具是俄罗斯研制的一种防斜工具。由心轴和外壳组成。心轴承受钻压，而外壳不承受钻压。所以外壳可在很大的钻压下不发生弯曲，保持直线状态。该钻具在长庆油田和四川使用，效果较好。是一种防斜打快的好工具。

6．6钻头水力加压器

钻头水力加压器是90年代国外发展起来的，用水力能量给钻头施加钻压的一种工具。常用于大斜度井和水平井施加钻压。在井斜中使用这种工具可以可减少或不使用钻铤来施加钻压。这就可以防止钻具弯曲，使钻具始终保持直线状态，

而不会产生钻头侧向力。

6．7柔杆钻具

柔杆钻具是在钻头上接一个立柱的加重钻杆，施加钻压时允许钻柱发生弯曲，钻井时适当提高转速，使钻柱造成公转，在公转的状态下不会井斜。在江汉和大庆油田使用过这种钻具。

6．8 方钻铤

有四方和六方钻铤。主要特点是刚度大，导向性好。钻柱在较大的钻压下不会发生弯曲。原因是方钻铤的棱角可以和井壁接触，支撑在井壁上，从而提高钻柱的弯曲刚度。缺点是钻柱扭矩大。

6．9螺旋钻铤

这种钻具是在钻铤上加工螺旋槽，未加工螺旋糟的部分与井壁间隙很小。这样钻柱不易发生弯曲，现场普遍使用这种钻铤。优点井斜变化率很小。

6．10可伸缩式钻柱稳定器

可伸缩式稳定器分为地面控制的机械式的和液压式的稳定器，最先进的是90 年代中期开始发展起来的自动闭环稳定器。