分析新型液壓滑套式隨鉆安全接頭的研制

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1、第3O卷第2期鉆井工程。新型液壓滑套式隨鉆安全接頭的研制陳穎杰羅俊豐曾欣。張杰。袁建波魏武許期聰1．中國石油大學·北京2．中海石油深圳分公司鉆井部3．西南石油大學4．中國石油天然氣集團公司川慶鉆探工程公司陳穎杰等．新型液壓滑套式隨鉆安全接頭的研制．天然氣工業(yè)，2010，30(2)：91—93．摘要海洋深水鉆井具有高風險、高投資和高技術(shù)的特點，一旦發(fā)生井下鉆井事故，則損失巨大，如何迅速解除卡鉆事故，降低鉆井風險和事故損失是當前鉆井工作的當務之急。在對鉆井事故處理不斷探索和總結(jié)的基礎上，針對現(xiàn)有倒扣式和剪斷式安全接頭結(jié)構(gòu)上的局限性和缺陷，研制出了一種能很好地處理井下卡鉆事故的新型隨鉆安全接頭。

2、其工作原理為：在正常鉆井作業(yè)中，它連接在鉆具易卡部分的上端，當遇卡鉆事故時，停鉆、停泵，拆下回壓凡爾以上工具(鉆具內(nèi)水眼需暢通)向鉆具內(nèi)投入鋼球，按上方鉆桿，開泵憋壓使鋼球入座滑套上端；由于泵壓的上升，推動中心滑套剪斷定壓定位螺釘，使中心滑套上月牙鍵脫離鍵槽；當泵壓下降后停泵，然后正轉(zhuǎn)鉆具，使上下反扣接頭處分開，提升、取出鉆具；然后再進行下一步套銑、打撈工作。對該工具進行了詳細的強度分析計算，室內(nèi)試驗和在渤中34—5油田的兩口井中使用表明，該安全接頭具有安全可靠、操作簡單、處理事故快等特點。關(guān)鍵詞深井超深井卡鉆隨鉆安全接頭強度深水鉆井D0I：10．3787／j．issn．1000—0976

3、．2010．02．024能有效地處理而不得不側(cè)鉆的事故。因此，探尋迅速O引言解除卡鉆事故，降低事故損失，是深水鉆井工作者的當隨著世界各國對能源的需求，進軍海洋深水已經(jīng)務之急，其發(fā)展趨勢就是不斷研制和完善更加經(jīng)濟合成為全球油氣資源開發(fā)的戰(zhàn)略制高點l】]。但是，目前理，更加科學的先進工具。筆者在對鉆井事故處理不海洋深水鉆井技術(shù)是制約我國深海油氣勘探開發(fā)的主斷探索和總結(jié)的基礎上，根據(jù)鉆井卡鉆特點，研制了一要因素，主要是因為海洋深水鉆井的高技術(shù)、高風險和種能很好地處理卡鉆事故的新型液壓滑套式隨鉆安全高投資的限制，半潛式鉆井平臺的平均日費從2005年接頭，其在未來的深水鉆井中應用前景十分廣闊。4月的

4、11．65萬美元上漲到2008年4月的31．11萬新型安全接頭工作原理美元，最高達5O萬美元l_2]。從Husky能源公司在我國南海LW31的深水氣田鉆井表明平均日費均在90常用的安全接頭有剪釘式和反扣式兩種_3]。剪釘萬美元以上，如果一旦發(fā)生井下卡鉆事故而又能有效式安全接頭結(jié)構(gòu)簡單、剪切力可控，使用時因下管柱過迅速地處理的話，將會帶來巨大的損失，而且有時候又程中的頓鉆、溜鉆等原因產(chǎn)生的縱向振動往往使得它受到臺風的威脅，要求必須能夠迅速處理事故，及時撤在下人管柱中途斷開；若剪釘過多又會在后續(xù)的打撈離。我們知道嚴重的卡鉆事故其處理程序，一般都需作業(yè)中不起作用。因此，效果不理想。反扣式安全接經(jīng)

5、歷通井、套銑、倒扣三道環(huán)節(jié)，即用反扣鉆桿倒扣、通頭局限性在于：當管柱被沉砂固住，封隔器不能解封井、套銑等]。處理時間短則～個月，長則可達一年時，管柱不能轉(zhuǎn)動，安全接頭也就不能發(fā)揮作用。為了乃至更長，費用少則幾十萬元，多則數(shù)百萬元。更有嚴解決常規(guī)安全接頭的不可靠問題，研制新型隨鉆安全重者可導致該井報廢，其損失更大，1997年?？松宇^是十分必要的。新型隨鉆安全接頭如圖1所示，油公司在美國墨西哥灣深水鉆井時就發(fā)生過因卡鉆不它主要由上、下接頭、滑套、銷釘和鋼球組成，上、下接基金項目：國家自然科學基金項目(編號：50604022)。作者簡介：陳穎杰，1984年生，碩士研究生；主要從事油氣井巖石力

6、學方面的研究工作。地址：(102249)北京市昌平區(qū)府學路18號中國石油大學石油天然氣工程學院研09級油氣井1班。電話：15210876542。E—mail：chen—yingjie@126．corn·92·天然氣工業(yè)2010年2月圖1新型隨鉆安全接頭結(jié)構(gòu)圖頭為反扣連結(jié)。其工作原理為：在正常鉆井作業(yè)中，它連結(jié)在鉆具的易卡部分的上端，當遇卡鉆事故時，停鉆、停泵，拆下回壓凡爾以上工具(鉆具內(nèi)水眼需暢通)向鉆具內(nèi)投入鋼球，接上方鉆桿，開泵憋壓使鋼球入座滑套上端，由于泵壓的上升，推動中心滑套剪斷定壓定位螺釘，使中心滑套上月牙鍵脫離鍵槽，當泵壓下降后圖2上下滑鍵不對稱模型網(wǎng)格圖停泵，然后正轉(zhuǎn)鉆具，使

7、上下反扣接頭處分開，提升、取出鉆具。再進行下一步套銑、打撈工作。在鉆井過程中，一旦發(fā)生活動鉆具無法解除的卡鉆事故，可利用該產(chǎn)品的獨特優(yōu)勢，迅速從卡點處將卡點上部鉆具倒出，降低鉆井風險，縮短事故處理的時間，從而提高鉆井時效，節(jié)約鉆井成本。2安全接頭強度分析2．1有限元模型的建立分析中使用的軟件為有限元前后處理軟件MSC．Patran、Mentat，有限元計算分析軟件MARC。Patran及Mentat主要用于建立有限元分析