DQ40顶驱在水平井中的应用

2018-07-30 03:07
西部探矿工程 2018年7期
关键词:电控导轨水平井

董 岩

(大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413)

1 DQ40顶驱的简要结构与技术特点

1.1 DQ40顶驱的简要结构

顶驱由主机和电控系统两大部分组成。主机包括:调速系统、管子处理系统、液压系统、配套部件;电控系统包括:电控房、司钻台、中转箱、电缆和连接器。其简要结构如图1所示。

1.2 DQ40顶驱的技术特点

1.2.1 安装快捷

传统顶驱采用分段式导轨结构,安装时需要一段一段提起,通过销子人工进行连接,这种连接方式在恶劣工况下难以施工。

采用一体式折叠型导轨,安装时只需将导轨提起,导轨受重力在钢丝绳的作用下自动完成安装,省时省力。

1.2.2 尺寸小重量轻

齿轮箱作为整个顶驱几何位置的中心,它决定整个顶驱的径向尺寸。在保证强度的前提下,材料选用上一级材料,使它的大小缩小到80%左右,既减重又增大了井架与顶驱之间的间隙。

轴向方面,顶驱装置中的防喷器采用一体式,省去了自动式与手动式连接处的防松装置,从而在长度上减小了1/10。从而确保顶驱可使用常规水龙头吊环。

2 现场应用方案

2.1 应用井概况

源X井、源Y井、树X井进行了现场应用(表1),以树X井为例,树X井是位于松辽盆地中央坳陷区三肇凹陷郝家粉房构造开发水平井。泉二段及其以下地层多为砂砾岩、火山岩及变质岩等致密性岩石,可钻性差。嫩五段至嫩三段地层,硬夹层较多;嫩一段,姚二、三段地层泥岩中夹薄层砂岩或油页岩,易斜。扶杨油层受注水井影响,地层压力较高,易喷。为减少井下复杂情况发生率,决定使用DQ40顶驱。

该井总进尺2847m,井斜88.61°,方位167.3°,共9趟钻,平均机械钻速12.25m/h,应用顶驱累计运转880h无故障,无维修等停时间。未发生任何井下复杂情况。提高钻完井工作效率约30%。

2.2 正常钻进及造斜应用情况

该井于2017年7月12日0:00正式开始一开钻进,2017年8月9日16:00三开钻进结束。全程使用DQ40顶驱,纯钻进累计使用343h,上扣扭矩达到25kN·m,卸扣扭矩45kN·m,最大循环压力35MPa,对比邻井资料,提速60%。

该井1333m开始造斜,造斜段使用DQ40顶驱的“点动控制”功能,司钻单独定向控制工具面角,实现了定向井工具面角度的自动、精确定位,取代了使用液压大钳摆工具面的粗糙定位方式,提高造斜精度与效率。

表1 DQ40顶驱水平井应用统计

图1 DQ40顶驱结构

2.3 下套管应用情况

该井于2017年8月15~18日下套管,共下入套管351根,工作人数由4人减少到2人,机械臂前倾角30°,后倾角50°,满足井队下套管需求。

2.4 总体效果

DQ40顶驱在树X井全井应用62d,累计运行880h,实现了司钻集中控制、卸扣、防喷、抓送钻具、主轴角度调整等操作,倒划眼提高了钻机处理复杂的能力,起下钻下套管作业由4人减少为2人。总共减少了60%钻进时间,提高钻完井工作效率约30%。

3 结论和建议

(1)顶驱主机、导轨、电缆安装便捷,与钻机匹配良好。使用1d的时间完成顶驱安装与联调。系统布置规范,实现电控房自动运转和司钻的集成控制,主动力系统实现无极调速,满足钻井复杂工艺要求。

(2)进行顶驱下套管作业,顺利下入套管2777m。顶驱悬挂滑轮下入测井工具,完成表层套管测井。

(3)顶驱点动控制功能提高定向钻进效率。触摸点动控制按钮实现2r/m in低速转动微调,松手后自动刹车。

(4)DQ40型顶驱先后完成了一开、二开、三开、下套管等一系列钻井作业。顶驱的提升系统、齿轮箱调速系统、电控系统、司钻控制系统、防喷防溅系统、背钳上卸扣系统、遥控机械臂、录井数据采集系统等均工作正常,确保了井队的顺利施工,设备长时间工作的可靠性得到钻井队、钻井监督的认可。

[1]白晓捷,谢良伟.40顶驱的技术特性及方便现场应用的一些优化设计[J].2015,20(10):202.

[2]白晓捷.顶驱防喷阀的优化设计与试验[J].吉林石油工业,2016,36(4):42.

[3]邱亚玲.顶驱动力水龙头有限元分析与结构优化[J].机械设计与制造,2010,8(8):35-36.

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