淺析雙向減震器在鉆井中的應(yīng)用

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1、淺析雙向減震器在鉆井中的應(yīng)用［摘要］在石油鉆井中，雙向減震器是目前應(yīng)用較為廣泛的一種井下減震工具。它利用其內(nèi)部的減震元件同時(shí)減緩或吸收鉆柱縱向和周向振動(dòng)，從而減小鉆頭、鉆柱及地面設(shè)備的振動(dòng)破壞，維持正常的鉆壓和轉(zhuǎn)矩，在鉆井中得到了廣泛地應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)如何優(yōu)選鉆壓和扭矩，如何優(yōu)化鉆具組合，才能有效提高雙向減震器的使用效率，延長(zhǎng)雙向減震器的使用時(shí)間成為使用的重點(diǎn)。［關(guān)鍵詞］雙向減震器；優(yōu)化；現(xiàn)場(chǎng)使用中圖分類(lèi)號(hào)：TE951文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-914X(2016)15-0171-011鉆柱振動(dòng)類(lèi)型及危害在鉆井過(guò)程中，鉆柱振動(dòng)是當(dāng)

2、前鉆井工程中普遍存在的現(xiàn)象，其強(qiáng)烈振動(dòng)是鉆頭和鉆具的早期損壞失效的主要原因。按照鉆柱振動(dòng)的方向可以分為以下三部分：(1)縱向振動(dòng)，即鉆柱的上下跳鉆。跳鉆現(xiàn)象對(duì)鉆進(jìn)時(shí)使用的鉆頭、渦輪鉆具和井下隨鉆測(cè)井儀器等都有很強(qiáng)的破壞作用。(1)橫向振動(dòng)，即鉆柱的偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)易導(dǎo)致鉆頭磨損、井徑擴(kuò)大，影響鉆進(jìn)速度。(2)扭向振動(dòng)：即鉆具的粘滑現(xiàn)象。粘滑易導(dǎo)致鉆頭牙齒損壞，鉆桿螺紋產(chǎn)生變形，造成脫扣、鉆桿扭斷等，影響鉆時(shí)。結(jié)合上述鉆柱振動(dòng)的特點(diǎn)及帶來(lái)的危害，消除鉆柱振動(dòng)的危害是很有必要的，而應(yīng)用雙向減震器不僅可以調(diào)離底部鉆柱固有頻率和鉆頭的激震頻率，

3、還能吸收或減緩鉆柱的振動(dòng)沖擊載荷，從而提高鉆速，降低鉆井成本，提局鉆井效率。2雙向減震器應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)雙向減震器的應(yīng)用在很大程度上減弱了由于鉆頭破巖特點(diǎn)而引起的縱向、扭轉(zhuǎn)和橫向的沖擊振動(dòng)，尤其在鉆進(jìn)硬地層或軟硬夾層時(shí)其減振效果更為明顯，主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)消除鉆頭跳離井底的現(xiàn)象，避免了無(wú)減震器時(shí)鉆頭處于跳鉆狀態(tài)，鉆頭對(duì)井底頻繁地沖擊，使鉆頭與井底緊密接觸，有利于巖層的有效破碎，提高機(jī)械鉆速；同時(shí)，能夠均勻地給鉆頭施加鉆壓和扭矩，能夠避免鉆頭早期磨損，提高了鉆頭壽命和機(jī)械鉆速;(1)大大減小鉆柱疲勞破壞，避免了無(wú)減震器時(shí)，鉆柱隨鉆頭跳離與

4、沖擊井底工況的出現(xiàn)的鉆柱動(dòng)載，其交變動(dòng)載荷應(yīng)力可以使鉆柱發(fā)生疲勞破壞，特別是在鉆具接頭處，易發(fā)生避免了鉆具刺扣、粘扣及斷裂事故；(2)最大程度地保護(hù)地面設(shè)備，避免了因鉆柱振動(dòng)而造成的鉆機(jī)動(dòng)載荷的大范圍波動(dòng)，有效地降低了鉆柱振動(dòng)對(duì)鉆機(jī)大繩、水龍頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(軸承及沖管)、轉(zhuǎn)盤(pán)及鉆井泵等地面設(shè)備的損壞?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，雙向減震器的應(yīng)用鉆柱振動(dòng)破壞事故減少50%,鉆頭使用壽命提高42.8%,平均機(jī)械鉆速提高50.1%，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。3現(xiàn)場(chǎng)使用3.1優(yōu)選鉆壓和扭矩雙向減震器在鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況優(yōu)選鉆壓和扭矩，對(duì)于過(guò)載和疲勞等

5、原因，鉆井過(guò)程中要根據(jù)不同型號(hào)減震器的性能參數(shù)，施加不同的鉆壓和扭矩，實(shí)現(xiàn)鉆井參數(shù)的最優(yōu)配合，如表1所示。3.2優(yōu)化鉆具組合匹配減震器的使用過(guò)程中要考慮減震器與鉆鋌、鉆頭的匹配，原則上與鉆鋌尺寸一致或接近，與鉆頭尺寸的匹配推薦如表2:除了尺寸配合，還要考慮雙向減震器的安放位置:(1)當(dāng)使用塔式鉆具鉆進(jìn)時(shí)，直接接于鉆頭之上;(2)當(dāng)鉆頭上接有穩(wěn)定器時(shí)，將雙向減震器安放在穩(wěn)定器與鉆鋌之間；(3)當(dāng)取芯鉆進(jìn)時(shí)，安放在取芯筒之上；(4)當(dāng)定向井穩(wěn)斜鉆進(jìn)時(shí)，可連接在第一只穩(wěn)定器上部；(5)減震器只適用于牙輪鉆頭和研磨性取芯鉆頭，不適用于刮刀

6、鉆頭。3.3控制使用時(shí)間根據(jù)減震器的使用，每套減震器(含修復(fù))累計(jì)使用超過(guò)2000小時(shí)后，減震器的失效幾率大大增加，同時(shí)與鉆井工藝、井下工況有關(guān)系，泥漿鉆中的使用壽命比空氣鉆長(zhǎng)。針對(duì)井隊(duì)常用的9”雙向減震器使用制定純鉆時(shí)間推薦表，如表3所示。3.4使用過(guò)程中做好檢查為了減少失效，需要注意，當(dāng)減震器任何一項(xiàng)指標(biāo)超出后都應(yīng)及時(shí)停止使用：(1)四個(gè)油堵松動(dòng)或者漏油；(2)雙向減震器的心軸工作行程超出；(3)下井前若發(fā)現(xiàn)不正常情況，應(yīng)及時(shí)向技術(shù)人員反應(yīng)，以便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)或者返廠修理，嚴(yán)防發(fā)生井下事故；4結(jié)論雙向減震器的應(yīng)用能夠很好的解決鉆

7、柱縱向、橫向及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)帶來(lái)的影響，利用壓縮液體緩沖振動(dòng)能量，吸收或減緩鉆柱的振動(dòng)沖擊載荷，從而能夠提高機(jī)械鉆速鉆速，降低鉆井成本，提升鉆井效率。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)采取選用合適的鉆壓、扭矩，對(duì)鉆具組合進(jìn)行優(yōu)化匹配等方式提高雙向減震器工作效率以及延長(zhǎng)其使用壽命參考文獻(xiàn)[1]趙金洲，張桂林等.鉆井工程技術(shù)手冊(cè).中國(guó)石化，2004(530).[2]杜曉瑞，王桂文等.鉆井工具手冊(cè).石油工業(yè)，2000.1.(126).