测井钻具输送工艺

8.5
6
目前仪器满足不了小曲率井施工要求
6in井眼在造斜率大于10°时不能使用92mm仪器
抗压问题
柔性短节 • 仪器串的顶部，减少钻杆对仪器串的侧向负荷； • 用在仪器串不同位置来使仪器居中或偏心及增加仪器 串的柔韧性
抗压问题
井下张力计短节 提供了井下仪器串所受负荷大小的信息， 并通过电缆将其传给地面确保下放和上提仪 器串的安全； 和钻台显示器一起使用，使得钻工和现场 操作工程师了解是钻杆受力还是仪器串受力。
井下张力测量部位强度较弱，上面必须接一柔性短节或在其测量 部位放置一保护装置，保护装置只在上部用螺丝固
抗压问题
旋转短节 • 放在仪器串的顶部，消除来自钻具的旋转力矩 ，使仪器 免受损坏 • 与偏心短节一起使用有助于仪器串中带极板的装置转到井 眼底侧
抗压问题
控制运行速度 • 建议钻具下放或上起速度在套管井中为15m/min,在裸眼井 中为9m/min，这提供了一定的反应时间。
措施、建议
测前安全会议 • 使钻井队协助施工人员对施工流程及注意事项有 一个大致的了解 • 提高施工人员的重视程度 • 形成施工中每一步都要听从测井人员指挥的意识 • HSE人员应监控整个施工过程
措施、建议
完善辅助工具 • 井口张力监视系统 • 间隙器、导向胶锥等橡胶制品的质量 • 加强保护套/底部缓冲装置 • 旋转、柔性
抗压问题
防灌短节 • 仪器压坏后防止灌浆
高温
• 高温度指标的下井仪器，满足长时间、更高温度 条件下的测井需要 提前对接 • 当水平井施工时，仪器在井中呆较长时间，仪器 的电子线路将在井底温度下很长时间，有可能是 几个小时。在高温井中，最好定时循环泥浆使仪 器降温
深度问题
• 水平井施工时，深度由钻具来控制，必须保证钻杆计数是 正确的 • 在上提、下放两个方向进行测井时，每柱钻杆应测量大约 90英尺长度。 • 旁通短节电缆夹检查
棒式水平井工具改造建议
7、设计的母头￠5高压密封插针存在结构性缺陷。此 插针一面承受井内泥浆柱压力,另一面基本无压力， 压差过大易造成母枪高压密封插针损坏，引起返工， 影响测井时效
棒式水平井工具改造建议
• 改造目的：简化工具结构，缩小外径，扩大使用 范围（使之适用于直径115mm以上的小井眼）；提 高工具的耐压性能指标。
不要使用任何软橡胶间隙器，因为软橡胶间隙器极易掉入井中
抗压问题
• 加强保护套/底部缓冲装置 • 在仪器之间的连接部位和仪器的薄弱环节使用加 强保护套，以增强仪器串的抗折性能，确保仪器 串工作正常和顺利通过复杂的以及造斜率大的井 眼 • 底部缓冲装置连接于仪器串的底部，当仪器遇阻 时，能够提供一定的缓冲时间，便于施工人员及 时采取措施，最大限度地保护仪器
注意：这是钻具中的一个弱点 必须经钻井公司批准 刘9侧
井径防护
• • • • • 柔性短节 旋转短节 爬行器 密度、微球井径防护罩 仪器强制保养
文88-31
爬行器效果好于偏心短节 井径腿收不起来
千万不要下放钻杆
抗压问题
正确计算仪器串最大刚性长度 • 仪器串最大刚性长度可用下面的公式进行计算： L=2*[（R+Bit）2—（R+OD）2]1/2 L为最大刚性长度；R为井眼的曲率半径。 Bit为钻头的尺寸（ft）；OD为最大仪器外径（ft）。 曲率半径可由造斜率来计算： R=5729.66/B B为每100ft井斜变化量。 • 大曲率半径水平井造斜率为2°——6°/100ft • 中曲率半径水平井造斜率为8°——50°/100ft • 小曲率半径水平井造斜率为1.5°——3°/ft
母头接触点
公头触点
锁紧部分
公针 密封基座
绝 缘 体
胶帽 泰富龙刮水器
措施、建议
• 钻具输送工艺培训，使小队清楚知道每一步操作原理及技 术数据 • 坐岗人员责任心
措施、建议
做好准备工作 • 井深／套管长度／测量井段：确定测井时湿接头的对 接次数 • 套管尺寸／钻头尺寸：选择仪器串、旁通短节以及公 头外壳时，必须考虑套管尺寸和钻头尺寸。 • 最大造斜率及曲率半径：确定仪器不发生弯曲的最大 刚性长度
在钻井过程中会或多或少的偏离这个值，要做好一切准备
措施、建议
做好准备工作 • 钻杆尺寸／连接类型／最小内径：钻杆与旁通之间和 钻杆与公头外壳之间是否需要转换接头以及所需的转 换接头的大小和丝扣类型，泵下接头尺寸。 • 最大井斜：对接深度 • 车辆 • 测量项目：井下仪器工具组合方式
措施、建议
设计仪器串原则 • 计算仪器串最大钢性长度：用来设计柔性短节在 仪器串中的放置位置。 • 固定在仪器主体上的任何物品必须固定牢靠，否 则它将沿仪器向上或向下运行，以至于盖住井径 腿或探头。 • 不要将仪器串中脆弱的仪器，如声波仪器，放到 含有放射源的仪器上面 • 仪器顶部和偏心仪器与居中仪器连接处必须使用 柔性短节
大位移水平井
•大位移井通常定义为水平位移与垂直深度之 比（HD/TVD）大于2.0的井。大位移井中， 当井斜角等于或大于86º 时称之为大位移水平 井。
• 建议多次对接 1、旁通出套管风险高 2、出套管不能过长 3、安装电缆防护装置时间长，深度不易控制
成像测井
• 2010年1月，大湾403-2H成功钻输电成像(设计 XRMI专用钻输扶正器 、合适极板压力) • CAST-V的扫描头防护及居中 • 核磁共振成像测井钻输技术
改造前公头外壳结构
改造后公头外壳
改造前公头总成结构
改造后公头总成结构
改造前母枪结构
改造后母枪结构
平衡活塞O型圈 注油塞 母头上端螺钉
母加连套螺钉 外套筒螺钉
母头上端螺钉
锁卡
锁卡套螺钉
锁卡套
母头上端连接扣
棒式水平井工具改造建议
改造方案： • 加油泵管线改为高压透明管线，以便于观察管线内有无气 泡。 • 简化公头外壳结构，去掉公头定位体、保护套和过渡接头， 将公头扶正体直径连接下井仪器接口。 • 公头总成与公头外壳使用螺纹环和插接件连接，达到施工 现场更换、操作方便。 • 将鱼雷接头和加重杆改为与EXCELL2000水平井工具相同 的连接方式，使母枪高压密封插针两端压力平衡。
措施、建议
工具、工艺革新 • 棒式水平井工具需进一步完善 • 侧钻小井眼钻具输送工具研制及工艺技术要求 • 高温小井眼仪器
棒式水平井工具改造建议
• 阿特拉斯棒式水平井工具一套，技术指标为：耐温175℃， 耐压140Mpa。通过2010年6月在四川邛崃平落4F1井（井 底最大压力90.6 MPa，曲率68.62°/100m）进行钻输测 井施工，发现该工具存在以下问题：
对接问题
传统针式对接泵下枪加重杆设计
井斜
<60° 60°～75° >75°
加重杆个数
3 2 1
技术革新，在加重杆和泵下枪间接一个柔性短节
对接问题
• 增大旁通密封承压，承受泵压达18MPa ，以便深井水平 段脱枪，重新打压对接
•仪器在裸眼内，不允许使用太大压力，在这种情 况下泵入泥浆压力要适当。
•在盐水泥浆中，重新对接是不可取的
电缆防护问题
井口电缆防护 • 井口圆补心改进 • 井口垫叉 防止钻具吊卡挤压电缆
• 正确的电缆拉力 • 电缆钻杆间隙器
电缆防护问题
合适的旁通短节尺寸 • 旁通短节小于或略大于钻杆外径，电缆将在 旁通短节上部被毁坏； • 旁通短节尺寸大于钻杆外径，在任何时候恒定 和正确保持张力，将不会出现问题。
旁通短节小于钻杆外径，在旁通上面加一 个至少10英尺长的小外径钻杆转换接头
钻具输送问题分析
中原石油勘探局地球物理测井公司
• • • • •
前言 常见问题 大位移水平井 成像测井 措施、建议
前
言
• 近年大斜度定向井、开窗侧钻井、水平井等数量 迅速增多，采用钻具输送测井工艺的次数也随之 不断增加。 钻具输送测井工艺是一项非常严谨而又细致的 工作，一个环节的失误或大意都会带来严重的后 果，轻则延长测井工作时间，耽误完井周期；重 则损失下井仪器及电缆，更有甚者造成放射源的 掩埋。如何提高钻具输送测井成功率，安全优质 取得测井资料，这些都是需要迫切了解和解决的 问题。
抗压问题
良好通讯 • 在测井操作室与钻台之间及时与直接的通讯是重要的。钻 井人员不可能看到发生的所有事，能够使工作转为灾难性 后果的情况，如某种仪器断裂之前停止下放钻具需要快速 的通讯。因此，为了更好的工作，需要设计一个良好可靠 的通讯系统。
抗压问题
导向胶锥/间隙器 • 水平井施工需要很硬的永久性的橡胶，软橡胶产品在水平 井的下放操作中易撕裂。 • 导向胶锥帮助仪器串找到井眼轨迹 • 间隙器用于避免仪器串在大斜度井眼中磨损，起下钻时避 免仪器碰撞套管。
常见问题
• • • • • • 对接问题 电缆防护 井径仪器防护 仪器承压能力 高温井 深度问题
对接问题
• 问题一 泵下枪在管柱内下放不到对接位置 1.选择合格的通径规 2.泵下枪尺寸合适 • 问题二 对接困难（增加一些棒式的） 1.泵下枪与导向筒是否匹配，导向筒是否正确放置 2.使用柔性加重杆短节，以此来改善泵下枪在钻杆中 的轨迹，更有效地提高大斜度状态下的对接效果 • 问题三 施工过程中接头脱开 1.公头总成锁紧弹簧是否处于最佳状态，检查锁紧装 置与泵下枪缺口的匹配 2.泵下枪与加重杆间加装柔性短节
抗压问题
钻头尺寸（in) 仪器直径 (mm) 92 70 92 70 大曲率井 L(m) 29.41-16.98 31.92-18.43 20.53-11.85 23.98-13.85 中曲率L(m) 小曲率L(m) 14.71-5.9 15.96-6.4 10.27-4.11 11.99-4.80 3.42-2.43 3.71-2.64 2.38-1.69 2.78-1.98
1、公头外壳结构复杂，外径达110mm，不适用于钻头直 径小于140mm的裸眼井和套管内径小于120mm的套管井。 2、公头总成与公头外壳连接处结构复杂，密封环节多， 易造成误操作。
棒式水平井工具改造建议
3、必须将公头拆下后才能看到加油孔、油面观察孔，使用 不方便。 4、鱼雷连接接头太脆弱。 5、加重杆上的加油孔、放气孔位置设计错误，加油时不能 有效保证将加重杆内空气完全排出。 6、加油泵管线不透明，容易将管线内气泡加入公头、母头 及加重杆内。
前
言
• 我公司现有三种水平井钻输工具：83式、93式哈 里伯顿工具和仿阿特拉斯棒式工具。
工具名称
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
适用范围
优点 1.可量通断 2.可用于多次对接
缺点 1.结构复杂 2.保养时间长 3.耐压受限 1.不能量通断 2.对接次数受限 1.不能量通断 2.对接次数受限
棒式工具
水眼≥44
针式工具（83） 针式工具（93）
水眼≥48 水眼≥53
结构简单，保养方便 1.结构简单，保养方便 2.锁定效果好
前
言
• 2008年3月，普光106-2H，井深6805m，对接位置5800m， 创中石化对接深度最深记录。 • 2010年1月，大湾403-2H，在高含硫、超深井创首次进行 钻输XRMI测井，且6口井均为一次成功。 • 2010年6月，四川邛崃平落4-F1井，创钻输狗腿度最大 （68°/100m）、井底压力高（90MPa)记录。 • 2011年7月，内蒙两干，吉2-平8井，水平段对接（90°） 成功,最大井斜96 ° 。 • （增加棒式小井眼案例）