关于UBD钻井设备的文献综述13911.docx

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2、综综述第一部分分 旋旋转控制制头(RRBOPP/RCCH)和和防喷器器1.1 旋转防防喷器由由主机(旋转控控制头)和控制制系统组组成。研制旋转转防喷器器有几大大难点，主主要集中中在密封封胶芯、旋旋转动密密封及轴轴承，各各自的寿寿命满足足实际应应用是保保证钻井井施工安安全的关关键。通通过大量量的元件件选型、设设计、制制造和试试验的工工作，特特别是出出厂前的的大量模模拟欠平平衡试验验，解决决了这些些关键问问题。选选用高技技术含量量的元件件才能设设计生产产出高技技术产品品。费时时费钱的的大量的的试验是是该旋转转防喷器器获得初初步成功功的前提提。1.2 旋转防防喷系统统的结构构和工作作原理旋转防喷喷系

3、统主主要由旋旋转防喷喷装置、润润滑/冷冷却动力力装置和和远程检检测控制制装置组组成。井井眼环空空与钻柱柱之间起起封隔作作用，并并提供安安全有效效的压力力控制，同同时具有有将井眼眼返出流流体导离离井口的的作用。1.3 国内外外主要旋旋转控制制头技术术性能表1-11 国内内外主要要被动式式旋转控控制头技技术性能能产地厂家型号号动压静压最大转速速rpmm高度mmm轴承润滑滑轴承冷却却锁紧装置置胶芯数量量英国GRANNT公司司DHSS14000型1.7555.6100876润滑油无手动锁紧紧卡箍1或2英国GRANNT公司司高压型型10.552110014222高压油润润滑无手动锁紧紧卡箍1或2美国Wi

4、llliamms90000型型3.57100927低压油润润滑无手动锁紧紧卡箍1美国Willliamms70000型型10.552110016000高压油润润滑水冷单缸液动动卡箍2美国Willliamms71100型型17.553510016000高压油润润滑水冷双缸液动动卡箍2中国SLXFFD17.553515018700高压油润润滑油冷2中国四川局FFX355-100.5/21型型10.552110015600连续润滑滑水冷手动锁紧紧卡箍2表1-22 国内内外主要要主动式式旋转控控制头技技术性能能产地厂家型号号动压静压最大转速速rpmm高度mmm轴承润滑滑轴承冷却却锁紧装置置胶芯数量量美国

5、Shaffferr低压型型3.57200914低压脂润润滑无丝扣圈、锁锁销1美国Shaffferr高压型型PCWWD21.00/177.535100/200012444高压油润润滑油冷/水水冷丝扣圈、锁锁销1美国Sea-Tecch型10.551410014477高压油润润滑风冷手动丝扣扣锁紧胶囊加拿大RPMssysttem3300型型14.002110010166高压油润润滑水冷液动锁紧紧胶囊加拿大RBOPP5K243514011300高压油润润滑油冷胶囊中国（重重庆）FS700/2000型5.010011000低压脂润润滑无丝扣圈、锁锁销1加拿大NEOpppg型型14.00211001448

6、8高压油润润滑无丝扣2国产旋转转防喷器器一、FXX28-35型型旋转防防喷器（四四川钻采采院）主要参数数（1）封封井最高高工作压压力旋转钻进进状态：最高117.55MPaa静止封钻钻杆状态态：355MPaa封零状态态：177.5MMPa(2)工工作转速速最高1100rr/miin(3)易易损密封封件寿命命密封胶芯芯使用一一口井以以上旋转动密密封连续续工作1120小小时以上上。设备分布布：新疆疆塔河工工区和四四川盆地地川西工工区。二、XZZ1105型型旋转防防喷器（胜胜利油田田）大修用井井口密封封设备，可可以实现现井口密密闭循环环，防止止污油污污水人井井对地层层造成伤伤害，并并能有效效防止井井喷

7、事故故。主要参数数1.主要要结构参参数防喷器高高度：5525mmm；防喷器外外径：4470mmm；适用井口口法兰外外径：3380mmm；井口法兰兰密封垫垫环：RRX-554(参参见SYY52779.33一911)；防喷器质质量：2290kkg2.主要要性能参参数最大静密密封压力力：111MPaa；最大动密密封压力力：5MMPa壳体最大大承压能能力：5588kkN；适用钻杆杆直径：73mmm；适用方钻钻杆：889mmmx899mm；胶心最大大过径：1100mm.三、XKK系列旋旋转控制制头(旋旋转防喷喷器)XK系统统（中国国，四川川石油管管理局）技术参数适用钻具具1277、89、73 mm钻钻杆

8、及相相应的六六方、四四方方钻钻杆适用介质质 空气、泡泡沫及其其他各种种钻井液液可通过最最大钻具具尺寸1966. 88 mmm适用井口口温度 1100主通径3500、2800、2300 mmm侧通径1800 mmm工作压力力动动压100. 55 MPPa；静压压21.0 MMPa最高转速速 1000 rr/miin总体尺寸寸旋旋转防喷喷器总高高1 5580 mm ；旋转总总成外径径5188 mmm表1-33 XKK28 (355)-117.5/35旋转转控制头头主要规规格及技技术参数数型 号XK288-177.5/35XK355-177.5/35壳体通径径280mmm (11iin)350mmm

9、 (13-5/88in)底法兰连连接280mmm (11iin)-35MMPa66B型法法兰350mmm (13-5/88in)-355Mpaa 6BBX型法法兰侧出口连连接7-1/16iin- 35MPPa6BB型法兰兰连接侧进口连连接52mmm(2-1/16iin)-35MPPa 6B型型栽丝法法兰转油油管扣 (用户可可选用油油管扣或或由壬)中心管通通径182mmm工作压力力最大动压压17.55Mpaa最大静压压35Mppa最大转速速100rr/miin.可封钻具具5-1/4in方钻钻杆+55in钻钻杆，44-1/4inn方钻杆杆+3-1/22in钻杆杆，3-1/2in方钻钻杆+33-1/

10、2in钻杆杆，3in方钻钻杆+22-7/8in钻杆杆。工作介质质空气、泡泡沫和各各种钻井井液总体尺寸寸总高：117788mm； 旋转转总成外外径：4440mmm。 壳壳体高度度：9330mmm。表1-44 XKK28 (355，233)-110.55/211旋转控控制头主主要规格格及技术术参数型 号XK288-100.5/21XK355-100.5/21XK233-100.5/21壳体通径径280mmm (11iin)350mmm (13-5/88in)230mmm (9inn)底法兰连连接280mmm (11iin)-35MMPa6B型法法兰350mmm (13-5/88in)-355Mpa

11、a 6BBX型法法兰230mmm (9inn)-335MPPa6B型法法兰侧出口连连接7-1/16iin- 21MPPa6BB型法兰兰连接侧进口连连接52mmm(2-1/16iin)-21MPaa 66B型栽栽丝法兰兰转油管管扣 (用户可可选用油油管扣或或由壬)中心管通通径190mmm工作压力力最大动压压10.55Mpaa最大静压压21Mppa最大转速速100rr/miin.可封钻具具5-1/4in方钻钻杆+55in钻钻杆，44-1/4inn方钻杆杆+3-1/22in钻杆杆，3-1/2in方钻钻杆+33-1/2in钻杆杆，3in方钻钻杆+22-7/8in钻杆杆。工作介质质空气、泡泡沫和各各种钻

12、井井液总体尺寸寸总高：11480mmm； 旋转总总成外径径：5114mmm。 壳体高高度：7765mmm。表1-55 XKK28 (233)-7/14旋转转控制头头主要规规格及技技术参数数型 号XK288-7/14XK233-7/14壳体通径径280mmm (11iin)230mmm (9inn)底法兰连连接280mmm (11iin)-35MMPa66B型法法兰230mmm (9inn)-335MPPa6BB型法兰兰侧出口连连接103mmm(44-1/16iin)-21MMPa 6BB型法兰兰侧进口连连接52mmm(2-1/16iin)-21MMpa66B型栽栽丝法兰兰或2-3/88in平平

13、式油管管扣中心管通通径182mmm工作压力力最大动压压7Mpaa最大静压压14Mppa最大转速速100rr/miin.可封钻具具5-1/4in方钻钻杆+55in钻钻杆，44-1/4inn方钻杆杆+3-1/22in钻杆杆，3-1/2in方钻钻杆+33-1/2in钻杆杆，3in方钻钻杆+22-7/8in钻杆杆。工作介质质空气、泡泡沫和各各种钻井井液总体尺寸寸总高：9925mmm； 旋转转总成外外径：3374mmm。 壳体高高度：6640mmm。表1-66 XKK28 (188)-3.5/7旋转控控制头主主要规格格及技术术参数型 号XK288-3.5/7XK188-3.55/7壳体通径径280mmm

14、 (11iin)180mmm (7-11/166in)底法兰连连接280mmm (11iin)-35MMPa66B型法法兰180mmm (7-11/166in)-35MMPa66B型法法兰侧出口连连接103mmm(44-1/16iin)-21MMPa 6BB型法兰兰侧进口连连接52mmm(2-1/16iin)-21MMpa66B型栽栽丝法兰兰或2-3/88in平平式油管管扣中心管通通径182mmm工作压力力最大动压压3.5MMpa最大静压压7Mpaa最大转速速100rr/miin.可封钻具具5-1/4in方钻钻杆+55in钻钻杆，44-1/4inn方钻杆杆+3-1/22in钻杆杆，3-1/2i

15、n方钻钻杆+33-1/2in钻杆杆，3in方钻钻杆+22-7/8in钻杆杆。工作介质质空气、泡泡沫和各各种钻井井液总体尺寸寸总高：9925mmm； 旋转转总成外外径：3374mmm。 壳体高高度：6640mmm。表1-77 XKK5400-ADD1944与XKK3500-ADD1944空气钻钻井用旋旋转控制制头主要要规格及及技术参参数 型 号XK5440-AAD1994XK3550-AAD1994壳体通径径540mmm (21-1/4in)350mmm (13-5/88in)底法兰连连接540mmm (21-1/44in)-14MPPa6BB型法兰兰350mmm (13-5/88in)-355

16、Mpaa 6BBX型法法兰侧出口连连接ANSII16.5 110inn-4000型法法兰连接接或100in卡卡箍连接接中心管通通径194mmm工作压力力最大动压压1.755Mpaa最大静压压3.5MMpa最大转速速100rr/miin.可封钻具具6in方方钻杆+5-1/2in钻杆杆，5-1/44in方钻钻杆+55in钻钻杆，4-1/4inn方钻杆杆+3-1/22in钻杆杆，3-1/22in方钻钻杆+33-1/2in钻杆杆。工作介质质空气、泡泡沫和各各种钻井井液总体尺寸寸总高： 12296mmm；旋转总成成外径：4400mm。壳体高度度： 6698mmm。总高： 13343mmm；旋转总成成外径

17、：4400mm。壳体高度度： 9930mmm。四、Noorthhlannd RRBOPP系列（主主动式）表1-88 Noorthhlannd RRBOPP系列（主主动式）型号最大静压压力（MMPa）钻进时最最大压力力（MPPa）下套管时时最大压压力（MMPa）最大旋转转速率（RRPM）总高度（MM）最大外径径(M)贯穿孔(M)安装重量量(kgg)2k RRBOPP13.8810.336.91001.50.988280263665k RRBOPP34.5524.1117.221401.1330.91128042277五、 FFS系列列国产旋旋转防喷喷器表1-99 FSS系列国国产旋转转防喷器器型

18、号公称通径径动密封压压力静密封压压力密封机理理轴承冷却却润滑方式式FS1556/33.51563.57弹性密封封和井压压助封（见见说明）强制水冷冷却与润润滑油润润滑FS122/5120510.55FS233-355/7BB23028003550714FS233-355/7.5B2302800355010.5521说明：动动密封压压力为110.55 MPPa的旋旋转防喷喷器采用用双胶心心，上部部胶心采采用主动动密封，下下部胶心心采用弹弹性密封封和井压压助封。欠平衡衡钻井技技术与煤煤层气开开发1.4 几种高高压旋转转防喷系系统的性性能比较较对比分析析了PCCWD、RRBOPP、RCCH 77100

19、0、SLLXFDD等几种种常用高高压旋转转防喷系系统的结结构、工工作原理理、发展展现状及及关键技技术，结结合现场场使用情情况，分分析了各各系统的的优缺点点，最后后结合胜胜利油田田的SLLXFDD系统和和四川石石油管理理局的XXK系统统，论述述了高压压旋转防防喷系统统研制的的必要性性、可行行性及广广阔前景景。性能能对比表表明，国国产高压压旋转防防喷系统统的性能能已达到到进口产产品水平平，有些些性能指指标已超超过进口口产品，开开发国产产低价位位、智能能型的高高压旋转转防喷系系统已成成为大势势所趋。几种高压压旋转防防喷系统统的优缺缺点比较较：PCWDD系统（美美国）优点：PCWWD系统统的主动动密封

20、方方式是理理想的旋旋转密封封方式，能能够实现现常规防防喷器的的功能，当当钻机底底座高度度较低时时利用该该系统可可以省去去环形防防喷器；密封胶胶芯能够够密封各各种形状状的钻具具，甚至至能密封封空井；只要遥遥控开启启胶芯就就可以起起下钻头头等复杂杂形状的的钻具，操操作简单单。缺点：PPCWDD系统设设计时，试试图利用用复杂的的电、液液控制实实现完全全自动控控制，结结果导致致系统结结构复杂杂且繁琐琐，如果果存在现现场电源源电压不不稳等不不利因素素PCWWD动力力站的电电路控制制系统、液液压系统统都容易易出现问问题；另另外，现现场换胶胶芯时外外界杂质质容易进进入润滑滑油系统统，影响响系统的的可靠运运转

21、。RBOPP系统（加加拿大）优点：RRBOPP系统设设置有两两级润滑滑油循环环、控制制系统，第第2级润润滑油的的压力是是第2级级压力的的35%5%，有利利于提高高旋转密密封圈的的工作可可靠性。缺点：RRBOPP中设计计有2种种压力的的润滑油油，3套套高压旋旋转动密密封圈，66套滚动动轴承，结结构复杂杂，维修修、维护护工作复复杂。RCH771000系统（美美国）优点：RRCH 71000的轴轴承总成成和SLLXFDD的旋转转密封总总成是独独立的、密密闭的整整体，不不容易被被外界杂杂质侵入入，更适适合在现现场长时时间工作作。缺点：RCHH 71100系系统利用用循环冷冷却水冷冷却高压压旋转密密封圈

22、，再再利用低低压密封封圈对循循环水进进行密封封由于水水本身不不是润滑滑剂，现现场使用用时这种种低压旋旋转密封封圈容易易失效，导导致上部部旋转动动密封出出现泄漏漏冷却水水的问题题，无法法正常使使用；另另外该系系统还需需要与环环形防喷喷器配合合使用。SLXFFD系统统（中国国）优点：SSLXFFD系统统设计时时综合考考虑了PPCWDD系统和和RCHH 71100系系统的优优点，并并结合了了技术人人员长期期的现场场经验和和我国钻钻井工业业的实际际情况，因因而可靠靠性较高高；另外外，SLLXFDD系统的的关键部部件在设设计中采采用了冗冗余技术术，提高高了系统统整体可可靠性。缺点：SSLXFFD系统统需

23、要与与环形防防喷器配配合使用用。XK系统统（中国国，四川川石油管管理局）优点：（11）可密密封四方方钻杆的的双胶芯芯密封(专利技技术)而产品品不仅可可以密封封六方钻钻杆，同同时也可可以密封封国内普普遍采用用的四方方钻杆，因因而更适适合中国国国情。（22）胶芯芯密封液液压胶囊囊助封装装置(专专利技术术)（该该旋转防防喷器设设计的液液压胶囊囊助封装装置，在在下部胶胶芯和上上部胶芯芯都磨损损泄漏的的情况下下，可通通过向液液压胶囊囊内注入入液压油油，使其其强行向向内挤压压上部胶胶芯，迫迫使上部部胶芯抱抱紧钻具具，实施施主动补补偿密封封。）该该装置能能有效地地延长胶胶芯密封封使用时时间。该该技术目目前在

24、国国外还未未曾出现现。（33）旋转转总成与与密封胶胶芯整体体拆装更换下下部密封封胶芯时时，只需需将卡箍箍松开，便便可将旋旋转总成成整体取取出更换换胶芯；更换上上部密封封胶芯时时，只需需将上部部的卡螺螺纹筒旋旋转900，即可可方便地地取出胶胶芯，拆拆装省时时方便。（44）带带有自动动安全锁锁紧的液液动卡箍箍该旋旋转防喷喷器使用用液动卡卡箍连接接壳体与与旋转总总成，无无需手工工操作，自自动化程程度高。其其中自动动安全锁锁紧装置置能保证证卡箍在在意外情情况下安安全锁紧紧，先进进于国外外产品的的手动锁锁紧装置置，并提提供可与与液动卡卡箍互换换的手动动卡箍，无无需液控控系统也也能单独独使用。（55）连续

25、续压力循循环油润润滑冷却却轴承 旋转转总成设设计有润润滑油注注入与排排出通道道，能对对轴承进进行连续续压力循循环润滑滑。在使使用中，轴轴承浸没没在润滑滑油中，使使其能够够得到充充分地冷冷却和润润滑。（66）具具有扶正正防磨功功能(专专利技术术)现现场使用用的钻机机普遍存存在井架架、转盘盘与井口口不对中中的情况况，该旋旋转防喷喷器设计计有防磨磨扶正套套，能有有效地延延长轴承承使用寿寿命。（77）结结构紧凑凑适用范范围广该旋转转防喷器器结构紧紧凑、高高度低、径径向尺寸寸小、能能用于转转盘开口口尺寸5200 mmm的所有有钻机。由由于配备备有完善善的控制制系统、冷冷却加热热等辅助助装置，使使得该旋旋

26、转防喷喷器既能能用于高高温缺水水的环境境，又能能用于高高寒地区区。1.5 国内旋旋转防喷喷器发展展现状：目前，国国内使用用的高压压旋转防防喷系统统大多数数是从美美国引进进的。随随着欠平平衡技术术的发展展和应用用的普及及，单靠靠引进设设备已经经不能满满足生产产的需要要，因此此，加快快旋转防防喷导流流系统研研制已势势在必行行。胜利利油田研研制的335 MMPa级级的旋转转防喷导导流(SSLXFFD)系系统，成成本只有有进口设设备的11/51/33。该系系统的研研制成功功，提高高了我国国欠平衡衡钻井专专用设备备的研制制开发能能力，节节省了大大量资金金。另外外，四川川石油管管理局钻钻采院研研制的XXK

27、型静静密封压压力为221 MMPa旋旋转防喷喷器，下下胶芯采采用被动动密封高高压胶芯芯，上部部低压密密封胶芯芯采用了了油压胶胶囊主动动密封结结构，在在一定程程度上能能够起到到环形防防喷器的的作用，为为新型旋旋转防喷喷系统的的研制做做出了积积极探索索。因此此，国内内企业应应加大研研究力度度，研制制出系列列的、低低成本的的、适合合我国钻钻井业实实际情况况的旋转转防喷系系统，推推动这项项油层保保护新技技术在国国内的推推广应用用，也推推动气体体钻井、地地热钻井井、煤层层气钻井井、环境境敏感地地区钻井井等技术术的发展展。第二部分分 动动力钻具具空气钻井井马达空气钻井井马达是是一种改改进的适适用于气气、液

28、两两相液流流的动力力钻具，重重新设计计的大容容量气体体流道，适适应了泡泡沫钻井井中大流流量的需需要，马马达设计计为弯外外壳式，辅辅以改进进的定子子和轴承承系统。它它可使扭扭矩最大大程度作作用在钻钻头上，在在利用高高排量来来维持井井眼清洁洁的情况况下，保保持较低低的钻头头转速、低低压差就就能为钻钻头提供供足够大大的扭矩矩，并可可减少对对井下空空气钻井井马达的的严重损损害。当当使用气气、液两两相流体体驱动井井下马达达时，应应确保马马达不要要超速旋旋转。空空气钻井井马达相相对常规规动力钻钻具，具具有以下下优点：不需要要增压器器；提高作作业效率率；马达不不容易失失速；在提高高井底时时，因钻钻杆中的的储

29、存能能量较低低，所以以马达不不可能超超转速；空气钻钻井马达达既可使使用压缩缩性的流流体驱动动，也可可使用非非压缩性性的流体体驱动。如如贝克-休斯公公司研制制的Maach 1/AAD空气气钻井马马达，是是一种导导向钻井井马达，具具有造斜斜短节，既既可以钻钻直井又又可以钻钻定向井井。用单单只马达达就可以以达到不不同的造造斜率，一一次下井井就可达达到理想想的方位位和井斜斜。Maach11/ADD空气钻钻井马达达的寿命命要比普普通的钻钻井液马马达高11倍，且且钻速和和钻压也也分别提提高1倍倍。井下辅助助工具箭形止回回阀；（22）投入入式止回回阀；（33）旁通通阀第三部分分 套套管阀（井井下封井井器）3

30、.1 井下套套管阀井下套管管阀是一一种全井井筒的安安装于套套管的截截止阀，可可作为技技术套管管的组成成部分下下入并固固于井中中，在阀阀板关闭闭状态能能够隔离离井下的的油气和和压力，保保证井口口作业安安全；在在开启状状态允许许钻具组组合通过过。欠平平衡钻井井过程中中需要起起钻时，首首先将钻钻具带压压起钻至至井下套套管阀以以上，然然后通过过地面控控制装置置关闭阀阀板，再再泄掉上上部套管管内的压压力，敞敞开井口口，按照照常规方方法起钻钻。下钻钻时按常常规方法法下至阀阀板上方方后，首首先利用用旋转防防喷系统统和常规规闸板防防喷器密密封井口口，然后后从井口口泵入流流体以平平衡阀板板上、下下的压力力，再通

31、通过地面面控制装装置打开开阀板，最最后打开开闸板防防喷器，带带压下钻钻到井底底并进行行欠平衡衡钻进。哈里伯顿顿公司研研发了套套管井控控阀(CCasiing Welll-CConttroll Vaalvee)威德福公公司研制制了井下下套管阀阀(Doownhholee Deeplooymeent Vallve， DDVV)DDV优优势：提提高了安安全性，降降低了排排放，油油井不需需压井且且不会受受到损害害，不需需要强行行起下作作业，在在井眼中中没有钻钻柱时，井井不会发发生溢流流，加快快起下作作业所需需时间，降降低成本本，易于于与标准准套管程程序结合合，允许许下入长长而复杂杂的井底底钻具组组合，完完

32、井作业业中允许许下入割割逢衬管管系统和和膨胀式式防砂筛筛管。DDV主主要构成成：套管管阀体，地地面控制制系统，控控制管线线，套管管头安装装，套管管悬挂短短节，拼拼接短节节，张开开锁定工工具。表3-11 两种种DDVV介绍型号尺寸外径内径总长度最大内压压最大外压压9inn-477LB/FT 5K DDVV9inn-477lb/ft304.8mmm220.5mmm4.1991m35MPPa35MPPa7in-32LLB/FFT 55K DDDV7in-32llb/fft 209.55mmm154.79mmm3.055m35MPPa35MPPa最大压差差最高温度度阀瓣类型型操作压力力拉伸额定定值本体

33、材料料9inn-477LB/FT 5K DDVV35MPPa150舌瓣型 金属密密封3.444MPaa4.80MMPa425tt41400/4557in-32LLB/FFT 55K DDDV35MPPa150舌瓣型 金属密密封3.444MPaa4.80MMPa300tt41400/4553.2 井下封封井器 井下封井井器的使使用，确确保了钻钻井施工工作业中中的全过过程欠平平衡作业业，提高高了欠平平衡钻井井工艺水水平。同同时，满满足了油油田勘探探开发对对油气储储层科学学、准确确地识别别和评价价的技术术要求。表3-22 井下下封井器器主要技技术参数数表最大外径径（mmm）最小外径径（mmm)工具总

34、长长(m)外筒钢级级最大密封封压力(MPaa)允许开关关次数(次)最小抗拉拉强度(t)连接扣型型3102204.935CrrMo3575687BTC图3-11井下封封井器结结构示意意图上接头：2固定套套；3上本体体组合：4内套管管；5下本体体组合：6阀芯总总成：77下接头头：井下封封井器工工作原理理及其在在欠平衡衡钻井中中的应用用图3-22 井下下封井器器的结构构示意图图1-套管管短节；2油管接接头：33上外筒筒：4内筒；5管阀总总成；66转换接接头表3-33 井下下封井器器规格及及性能参参数表封井器型型号技套规格格外径/mmm通径/mmm总厂/mm密封压力力/MPPaFJQ2245244.5

35、3102202.732FJQ1178177.82101522.635FJQ1178AA2161582.635抗内压（MMPa）抗外剂(MPaa)抗拉(tt)舌板承压压（MPPa）开关压力力(MPPa)扣型抗拉强度度/kNN6661687350.755LTC/BTCC490336543380350.755LTC/BTCC38444350.755LTC/BTCC39233用于全全过程欠欠平衡钻钻井施工工的井下下封井器器第四部分分 强强行起下下钻井口口设备4.1 不压井井设备不压井设设备是带带压环境境中完成成钻井、修修井的作作业方法法。目的是是为了避避免使用用昂贵的的钻井液液压井，以以及由压压井后带

36、带来的洗洗井和对对生产层层采用的的强化增增产措施施，消除除泥浆压压井带来来的一切切后果。它它能避免免压井液液对产层层的污染染，使开采采潜能和和产量得得以最大大保护。采采用不压压井工艺艺作业，既可缩缩短作业业周期又又能节约约成本，同时，由于该该作业方方式不使使用压井井液，避免了了对地面面环境的的污染，符合HHSE的的要求。(CUDDD、VVarcco、HHydrra Rigg、Snnubcco、威威德福公公司等)表4-11 Hyydraa Riig公司司液压不不压井设设备性能能参数型号最大提升升能力/kN最大下压压力/kkN功率/kkW最大管柱柱外径/mm旋转头扭扭矩/kkM.mm冲程/mmHR

37、S-1500670290171.573.003.7993.044HRS-225510400530227.4139.76.7773.044HRS-340015100840227.4193.78.9443.044HRS-460020400980283.3219.18.9443.044HRS-60002670011600283.3219.18.9444.266HRL-1200530270171.573.004.06610.998HRL-1422630320227.4139.74.06610.998表4-22 Qttis公公司生产产的液压压不压井井修井机机性能型号最大提升升能力/kN最大下压压力/kk

38、N旋转头扭扭矩/kkN.mm液压缸数数冲程/mm导向管内内径/mmm120KK5302703.033022.744103.12200KK8904406.500922.744179.32200KK8904408.677722.744282.59250KK111004806.500943.666179.32400KK178008908.677722.744282.59400KK178008908.677743.666282.59600KK26700133008.677742.744282.594.2 国内不压压井设备备70年代代四川石石油管理理局钻采采工艺研研究所研研制BYY3D-2型不不压井压压

39、井起下下钻装置置和用于于修井的的BYXXTl55型不压压井起下下钻装置置。克服服井内顶顶力分别别为2994和1147kkN，使使用井口口压力为为577MPaa。 华北容盛盛公司吸吸收国外外技术开开发了一一种液压压带压作作业装置置，吉林林油田、辽辽河油田田又对其其进行了了改进，改改进后的的液压带带压作业业装置可可用于114 MMPa左左右井压压的不压压井起下下管柱作作业，最最大提升升能力为为50007000kNN。第五部分分 分分离器5.1 液气分分离器的的结构及及设计图5-11 空罐罐分离器器 图55-2 折流板板式分离离器 图5-3 旋旋流加折折流式分分离器a)空空罐型分分离器如图11，液-

40、气从分分离器入入口进入入直接落落入罐内内，靠液液-气密密度进行行自然分分离，钻钻井液从从下端UU型管排排入泥浆浆罐振动动筛。这这种分离离器由于于分离效效果较差差，在油油田已很很少使用用。b)折折流板式式分离器器如图图2，液液-气从从分离器器入口进进入后经经过折流流板多次次折流，钻钻井液从从折流板板流入罐罐的下部部，气体体从折流流板两侧侧面的空空间向上上升，经经天然气气排出管管道排出出。设置置了折流流板的分分离器因因为延长长了液体体流经的的路程，从从而增加加了液-气分离离的效果果，现在在油田大大多采用用这种液液-气分分离器。c)旋旋流加折折流式分分离器如图33，液-气进入入口设置置在罐壁壁偏内的

41、的切线方方向，钻钻井液与与天然气气从进入入口进入入后，沿沿环碗型型的分离离板壁旋旋流流动动，由于于液-气气密度差差很大，大大量的气气体被分分离出来来，上升升到排气气口，钻钻井液再再经过几几次往返返的折流流，流入入罐的下下部，从从U型管管排入振振动筛。最最上面一一层的环环碗型分分离盘侧侧壁与液液体接触触的部位位设置了了耐冲磨磨板，增增加了折折流板的的使用寿寿命。钻钻井液经经折流板板向下往往返流动动时，液液体中的的气体从从折流板板的内环环面和外外环面向向上流动动。环碗碗型折流流板通常常采用不不锈钢制制作。这这种液-气分离离器分离离效果最最佳，通通常用于于含气量量很大的的钻井区区域。分离器罐罐体直径

42、径选用9900、11 0000、11 2000、11 4000 mmm，直直径越大大，分离离时间越越长，分分离效果果越好。分离器定定尺原则则：（11）分离离器要有有足够的的分离能能力，在在任何情情况下都都不会发发生串喷喷。（22）根据据最大瞬瞬时峰值值气速来来设计和和计算分分离器合合理的气气、液停停留时间间，保证证分离器器有足够够的分离离能力。5.2 最大处处理气量量的计算算参考浅浅谈欠平平衡钻井井用液-气分离离器的结结构和设设计欠平平衡钻井井用泥浆浆/气体体分离器器的定尺尺评估液气分离离量的设设计：在设计液液气分离离量时主主要考虑虑了以下下两个因因素：(1)钻钻井液进进出口及及排气口口的尺寸

43、寸根据据目前国国内现场场施工情情况，钻钻井液进进口通径径设计为为1033mm，与与欠平衡衡钻井专专用节流流管汇一一致，该该进口进进入的钻钻井液为为混合液液，包括括液(钻钻井液)、固(岩屑)、气(天然气气)三相相混合物物。液气气分离器器有两个个出口，一一个是排排气口，通通径设计计为1880mmm，该出出口用来来排放从从钻井液液中分离离出来的的气体；另一个个是液、固固体排出出口，通通径设计计为2550mmm，该出出口用来来排放脱脱气后的的钻井液液及岩屑屑。(2)主主腔容积积为了了有效地地将气体体与液固固相分离离，液气气分离器器主腔须须具备一一定的高高度和截截面积，主主腔高度度决定其其脱气效效果的优优劣，主主腔容积积决定瞬瞬间脱气气与储气气的能力力。设计分离离器还应应