水力加壓器簡介

1、概述特點(diǎn)改變了鉆頭加壓方式。 把機(jī)械式加壓改為液力加壓為鉆頭提供穩(wěn)定鉆壓，概述特點(diǎn)改變了鉆頭加壓方式。 把機(jī)械式加壓改為液力加壓為鉆頭提供穩(wěn)定鉆壓，實(shí)現(xiàn)了柔華北石油華藏科技開發(fā)有限公司一、我公司生產(chǎn)的水力加壓器是一種應(yīng)用于鉆井、修井等作業(yè)中的井下工具。它是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，利用循環(huán)泵泵壓為動力把液體壓能轉(zhuǎn)化為鉆壓的一項(xiàng)新型鉆井技術(shù)，改變了常規(guī)鉆井或其它作業(yè)是靠下部鉆鋌的重量施加鉆壓的方式，使鉆頭或下部部分鉆具與鉆柱中的其他部分柔性連接，將鉆鋌給予鉆頭或其它工具的剛性加壓變?yōu)橐毫θ嵝约訅?，克服了剛性加壓的種種弊端，從而達(dá)到高速度、高質(zhì)量、低成本鉆井的目的，是鉆井技術(shù)的一次變革，對于推動鉆井技術(shù)的

2、發(fā)展有著重要的意義。二、目前在石油鉆井中，鉆頭需要的鉆壓是由鉆頭上部的鉆鋌重量提供的，這種傳統(tǒng)的剛性加壓方式存在許多不可避免的弊病，如送鉆不均勻、跳鉆、鉆具彎曲、假鉆壓等等，這些弊病都嚴(yán)重影響著機(jī)械鉆速、鉆頭及鉆具的壽命，我公司水力加壓器的成功問世使上述問題的解決成為現(xiàn)實(shí)。水力加壓器的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面：1.性加壓鉆進(jìn)。2. 改變了鉆壓調(diào)節(jié)方法。水力加壓器是通過改變水力因素調(diào)節(jié)鉆壓大小，可節(jié)省部分鉆鋌、減輕鉆機(jī)負(fù)荷。3. 減震效果實(shí)現(xiàn)了“質(zhì)”的飛躍。在跳鉆情況下，如果采用小鉆壓、低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，勢必機(jī)械鉆速很低；如果采用大鉆壓鉆進(jìn)，嚴(yán)重影響鉆頭壽命，鉆柱也易發(fā)生疲勞破壞，為解決跳鉆問題，人們

3、設(shè)計(jì)了各種減震器，但現(xiàn)有的減震器是利用可壓縮液體在壓力作用下在缸筒內(nèi)產(chǎn)生微量的壓縮變形來吸收鉆頭和鉆柱的振動能量實(shí)現(xiàn)減震的，減震效果有限，不能滿足現(xiàn)場要求，而水力加壓器是利用開泵循環(huán)時(shí)活塞上下端形成壓降，該壓降在活塞端面上形成推力，推動活塞下行，直到行程結(jié)束，從而最大限度的吸收鉆柱振動和鉆頭沖擊，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)本兼治，減震效果是所有類型的減震器所不能比擬的。4. 增加了行程范圍內(nèi)自動送鉆功能。在石油鉆井中，鉆頭需要的鉆壓是由鉆頭上部的鉆鋌重量提供的，為了獲得一個相對穩(wěn)定的鉆壓，需要司鉆操縱剎把一點(diǎn)一點(diǎn)連續(xù)送鉆，工人勞動強(qiáng)度大也不易把握，鉆壓難以保持穩(wěn)定，井眼質(zhì)量也難以保證。水力加壓器獲得一個相對穩(wěn)定

4、的鉆壓不需要連續(xù)送鉆，在行程范圍內(nèi)可自動送鉆，操作簡單，減輕了司鉆的勞動強(qiáng)度，提高了井眼質(zhì)量。5. 防止跳鉆、提高機(jī)械鉆速功能卓著。在特殊地層如礫巖地層鉆進(jìn)，最易發(fā)生跳鉆現(xiàn)象，影響機(jī)械鉆速、鉆頭及鉆具壽命和鉆井質(zhì)量，水力加壓器使鉆頭或下部部分鉆具與鉆柱中的其他部分柔性連接，實(shí)現(xiàn)了柔性加壓鉆進(jìn)，最大限度的吸收鉆柱振動和鉆頭沖擊，鉆頭連續(xù)切削防止跳鉆現(xiàn)象的發(fā)生，穩(wěn)定的鉆壓提高了機(jī)械鉆速，有效的吸震防跳延長了鉆頭鉆具壽命，從而降低鉆井成本、保證了鉆井質(zhì)量，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。6. 提出了新的防斜打直工藝?yán)碚摗榱私鉀Q井眼軌跡控制問題，人們用改變鉆具結(jié)構(gòu)的方法達(dá)到了目的，但都有一定的局限性。在防斜打

5、直方面，一般采用高速吊打的方法，這種方法雖然有效，但是在犧牲機(jī)械鉆速的情況下實(shí)現(xiàn)的，導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)雖然可靠，但比較復(fù)雜，耗費(fèi)高。為了解決這一問題，人們采用了許多措施，如雙心鉆頭、用途在常規(guī)轉(zhuǎn)盤鉆井作業(yè)中可直接接在鉆頭上，以給鉆頭提供穩(wěn)定鉆壓，達(dá)到保護(hù)在易跳鉆的較堅(jiān)硬地層或非均質(zhì)地層，使用水力加壓器可最大限度的吸收軸向使用井下動力鉆具鉆井時(shí)，可將水力加壓器接在動力鉆具之上，能起到加壓平偏軸接頭等，效果都不理想，造成上述問題的主要原因就是剛性加壓不能解決鉆壓與用途在常規(guī)轉(zhuǎn)盤鉆井作業(yè)中可直接接在鉆頭上，以給鉆頭提供穩(wěn)定鉆壓，達(dá)到保護(hù)在易跳鉆的較堅(jiān)硬地層或非均質(zhì)地層，使用水力加壓器可最大限度的吸收軸向使

6、用井下動力鉆具鉆井時(shí)，可將水力加壓器接在動力鉆具之上，能起到加壓平鉆柱彎曲、機(jī)械鉆速兩者之間的矛盾，而水力加壓器把鉆鋌的剛性加壓改為液力加壓，能夠提供足夠的、穩(wěn)定的可控的鉆壓，有效的改善了鉆壓與鉆柱剛性、機(jī)械鉆速兩者之間的關(guān)系，改善了鉆具受力狀態(tài)，降低了中和點(diǎn)高度，提高了切點(diǎn)位置，減小了鉆具彎曲和鉆頭傾角，提高鉆具的穩(wěn)定性，在大鉆壓和保持高機(jī)械鉆速的情況下，有利于防斜、穩(wěn)斜、降斜，保證良好的井眼質(zhì)量。7. 避免小井眼假鉆壓、鉆具彎曲現(xiàn)象的發(fā)生，克服大斜度井、水平井受到鉆具重力分力、浮力和摩擦阻力的影響，獲得穩(wěn)定的鉆壓。8. 入井使用時(shí)不需要特殊操作和特殊工具，使用操作十分簡便，其獨(dú)特的密封設(shè)計(jì)

7、使密封更有效、壽命更長。9. 單位壓降推力大，鉆壓調(diào)節(jié)范圍廣，充分滿足了我國低泵壓的工作要求。10. 能延長鉆頭、鉆具和地面設(shè)備使用壽命，降低鉆井成本，減少井下事故的發(fā)生。鉆頭平均壽命提高 1倍以上，鉆進(jìn)每米可降低成本幾百元以上。三、水力加壓器適用于石油鉆井、修井、打撈、取芯等作業(yè)，具體可在以下幾方面應(yīng)用：1.鉆頭和鉆具、加快鉆井速度的目的。2.與橫向沖擊振動，起到極好的“減震器”作用，其效果是減振器不能比擬的。3.取芯鉆進(jìn)時(shí)，可將水力加壓器接在取芯筒上，以使取芯鉆在定向井、水平井使用水力加壓器，可以克服由于鉆具摩阻作用而致使加不上鉆在小井眼鉆井時(shí)，使用水力加壓器可以克服由于小鉆具彎曲造成的摩

8、擦阻力，導(dǎo)在井眼質(zhì)量要求較嚴(yán)的地區(qū)，使用水力加壓器，配以合理的鉆具組合和方法，可在處理諸如打撈鉆具等井下事故時(shí)，使用水力加壓器有利于造扣、對扣、切割、在修井作業(yè)、斷銑作業(yè)、開窗側(cè)鉆作業(yè)中，使用水力加壓器同樣可起到諸如鉆井在鉆鋌不足或由于鉆機(jī)負(fù)荷需減少鉆鋌時(shí)使用水力加壓器，可節(jié)省部分鉆鋌，減結(jié)構(gòu)穩(wěn)，防跳防震的作用，保證正常鉆進(jìn)及有效地保護(hù)井下動力鉆具。取芯鉆進(jìn)時(shí)，可將水力加壓器接在取芯筒上，以使取芯鉆在定向井、水平井使用水力加壓器，可以克服由于鉆具摩阻作用而致使加不上鉆在小井眼鉆井時(shí)，使用水力加壓器可以克服由于小鉆具彎曲造成的摩擦阻力，導(dǎo)在井眼質(zhì)量要求較嚴(yán)的地區(qū)，使用水力加壓器，配以合理的鉆具組

9、合和方法，可在處理諸如打撈鉆具等井下事故時(shí)，使用水力加壓器有利于造扣、對扣、切割、在修井作業(yè)、斷銑作業(yè)、開窗側(cè)鉆作業(yè)中，使用水力加壓器同樣可起到諸如鉆井在鉆鋌不足或由于鉆機(jī)負(fù)荷需減少鉆鋌時(shí)使用水力加壓器，可節(jié)省部分鉆鋌，減結(jié)構(gòu)4.頭獲得恒定的鉆壓，取芯工具工作更平穩(wěn)，從而有助于提高取芯收獲率。5.壓或加壓不準(zhǔn)的弊病，使在斜井段或水平井段鉆進(jìn)的鉆頭獲得穩(wěn)定、足夠的鉆壓，從而加快定向井、水平井的鉆井速度。6.致出現(xiàn)的假鉆壓現(xiàn)象，使小鉆頭的加壓準(zhǔn)確而穩(wěn)定，不但有利于加快鉆速，而且還可大大減少鉆頭和鉆具疲勞事故發(fā)生。7.以起到更好的防斜、 穩(wěn)斜、降斜的效果，從而達(dá)到高速度、 高質(zhì)量、低成本鉆井的目的。

10、8.磨銑等作業(yè)，有助于及早解除事故。9.作業(yè)中的加壓、防跳、減震等，提高鉆井效果，延長工具壽命。10.輕鉆機(jī)負(fù)荷。四、工作原理應(yīng)用前景一級活塞把鉆鋌加壓改為液力加壓，能最大限度的吸收沖擊震動，加壓平穩(wěn)、減震效果好，有效的改善了鉆壓與鉆速匹配關(guān)系，克服了沖擊振動產(chǎn)生的高峰荷載，延長了鉆柱、鉆頭等壽命，減少了起下鉆次數(shù)，擴(kuò)大了匹配范圍， 可在大鉆壓和高轉(zhuǎn)速下鉆進(jìn)，工作原理應(yīng)用前景一級活塞把鉆鋌加壓改為液力加壓，能最大限度的吸收沖擊震動，加壓平穩(wěn)、減震效果好，有效的改善了鉆壓與鉆速匹配關(guān)系，克服了沖擊振動產(chǎn)生的高峰荷載，延長了鉆柱、鉆頭等壽命，減少了起下鉆次數(shù)，擴(kuò)大了匹配范圍， 可在大鉆壓和高轉(zhuǎn)速下

11、鉆進(jìn)，塞在缸體內(nèi)滑動、密封并傳遞壓力，芯軸上下分別和活塞、鉆頭相連，將液壓力傳給鉆頭。（見圖一）五、水力加壓器的工作原理是：工作時(shí)，開泵循環(huán)泥漿，工具內(nèi)形成壓降，該壓降作用在活塞端面上，形成推力，推動活塞下行，直到行程結(jié)束為止，該推力就是鉆頭需要的鉆壓。當(dāng)鉆完一個行程后，指重表懸重增加，泵壓顯示下降，下放鉆柱送鉆，開始第二個行程。上接頭三級活塞圖一圖一二級活塞六、使用水力加壓器鉆井把機(jī)械加壓改為液力加壓，是鉆井技術(shù)的一項(xiàng)變革，具有較高缸筒的技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。從水力加壓器的技術(shù)特點(diǎn)、作用特點(diǎn)和應(yīng)用范圍中可以看出：1、為提高機(jī)械鉆速奠定了基礎(chǔ)。2、提高了機(jī)械鉆速。3、改善鉆具受力狀態(tài)，

12、降低中和點(diǎn)高度，鉆具穩(wěn)定和導(dǎo)向性好，在大鉆壓、高轉(zhuǎn)速下可以克服深井、大斜度井、水平井和小井眼中假鉆壓影響，實(shí)現(xiàn)鉆壓穩(wěn)定可控，使操作簡單，在行程范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)自動送鉆。起鉆時(shí)，一旦鉆頭遇卡可作下?lián)羝鹘饪?，避免事態(tài)惡化。用于取芯可保證取芯質(zhì)量和回收率。可以減小鉆具刺漏、斷鉆具等井下事故的發(fā)生和處理費(fèi)用。實(shí)例14等尺寸的水力加壓器，分別在華北趙 68井是華北南部地區(qū)的一口重點(diǎn)探井，該區(qū)塊地層傾角大（約、新疆、長慶的改善鉆具受力狀態(tài)，降低中和點(diǎn)高度，鉆具穩(wěn)定和導(dǎo)向性好，在大鉆壓、高轉(zhuǎn)速下可以克服深井、大斜度井、水平井和小井眼中假鉆壓影響，實(shí)現(xiàn)鉆壓穩(wěn)定可控，使操作簡單，在行程范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)自動送鉆。起鉆時(shí)，

13、一旦鉆頭遇卡可作下?lián)羝鹘饪?，避免事態(tài)惡化。用于取芯可保證取芯質(zhì)量和回收率?？梢詼p小鉆具刺漏、斷鉆具等井下事故的發(fā)生和處理費(fèi)用。實(shí)例14等尺寸的水力加壓器，分別在華北趙 68井是華北南部地區(qū)的一口重點(diǎn)探井，該區(qū)塊地層傾角大（約、新疆、長慶的40左右），巖4、工作仍具有吊打功效，有一定的防斜打直作用。5、操作得心應(yīng)手。6、7、8、9、總之，水力加壓器的用途是廣泛的，好處是多方面的，使用水力加壓器鉆井，投入少、見效快、回報(bào)高、直接給用戶帶來效益，在提高機(jī)械轉(zhuǎn)速、縮短鉆井周期、降低鉆井成本等方面，具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義和深遠(yuǎn)的技術(shù)意義，隨著人們對水力加壓器這種軟加壓鉆井技術(shù)認(rèn)識的逐步加深和水力加壓器的不斷

14、改進(jìn)完善，對于推動我國鉆井技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用。七、我公司生產(chǎn)的 9、8、6 不同地區(qū)的數(shù)十口井使用，收到了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，深受用戶的歡迎?，F(xiàn)將部分井的使用情況列舉如下：1.1214H517鉆頭連續(xù)入井150200KN, 1左右，吐孜 1井吉迪克組上部地層的蘭灰色泥巖，巖性致密堅(jiān)硬，可鉆性差，鉆進(jìn)時(shí)跳鉆12P28水力加壓器不但有效地避免了跳鉆現(xiàn)象、加快了138小時(shí)，純鉆小時(shí)，進(jìn)尺米，平均機(jī)械鉆速米30。蘇1214H517鉆頭連續(xù)入井150200KN, 1左右，吐孜 1井吉迪克組上部地層的蘭灰色泥巖，巖性致密堅(jiān)硬，可鉆性差，鉆進(jìn)時(shí)跳鉆12P28水力加壓器不但有效地避免了跳鉆現(xiàn)象、加快了1

15、38小時(shí)，純鉆小時(shí)，進(jìn)尺米，平均機(jī)械鉆速米30。蘇 50井三開 86 8 HA517鉆頭，鉆到井深米起出，純鉆小時(shí)，進(jìn)尺米，平150KN, 轉(zhuǎn)速 60Rpm ，泵壓 1617Mpa，排量 29 l/s ，起出4914鉆12鉆頭鉆到米中生界地層，巖性為長石、石英為主的砂巖夾泥漿14水12頭鉆到井深 2450米時(shí)，單點(diǎn)測斜為，后采用吊打降斜的措施， 到 2730米井斜降到，又吊打到米起出鉆頭， 發(fā)現(xiàn)因跳鉆嚴(yán)重鉆頭斷齒較多。 為防跳防斜下入 9水力加壓器，該裝置共配合 3只 12 3次，使用井段為米沙二十三地層，累計(jì)入井時(shí)間 530小時(shí)，純鉆小時(shí)，進(jìn)尺米，平均機(jī)械鉆速米小時(shí)，鉆壓轉(zhuǎn)速 5560Rpm

16、 ，泵壓 1214Mpa，排量 3238 l/s 。該井使用水力加壓器后見到如下效果：（1）在前面鉆頭大量斷齒未打撈的情況下，仍延長了鉆頭使用壽命，鉆頭明顯好于前部井段使用的鉆頭；（2）鉆進(jìn)時(shí)平穩(wěn)，無跳鉆現(xiàn)象；（3）機(jī)械鉆速比同井上段使用的 2只鉆頭提高；（4）有明顯的降斜、穩(wěn)斜效果。使用井段的井斜降為單點(diǎn)測斜 3114m1,3260m1。2.極為嚴(yán)重特別是用 17 大鉆頭打鉆時(shí)，無論如何調(diào)整參數(shù)， 仍跳的大繩相互碰撞，且此地區(qū)地層傾角大，極易井斜，通常采用鐘擺鉆具結(jié)構(gòu)，小鉆壓的方式，以犧牲機(jī)械鉆速來保井深質(zhì)量。在此情況下入鉆井速度，而且還保證了井身質(zhì)量，起到了較好的防跳、防斜、加快鉆速的作用

17、。使用井段為米吉迪克組地層，入井時(shí)間小時(shí)，鉆壓 140180KN, 轉(zhuǎn)速 95Rpm ，泵壓 14Mpa，排量 45 l/s ，機(jī)械鉆速比同井上段提高 25，且起出鉆頭新度 60，而同井上段起出鉆頭新度3.巖、礫巖，堅(jiān)硬、致密、可鉆性差，易跳鉆，為加快鉆速、防震、防跳下入力加壓器，配合使用一只均機(jī)械鉆速米小時(shí)，鉆壓鉆頭牙齒、軸承都較好，明顯強(qiáng)于上部井段使用的同型號鉆頭，機(jī)械鉆速比鄰井蘇120150KN, 轉(zhuǎn)速（4）產(chǎn)生的推力完全能夠滿足12鉆頭的加壓要求；趙 57-91 井應(yīng)用 6 8 2495-2720 米井段使用，進(jìn)尺8-11 噸時(shí)防斜穩(wěn)斜效果好，有120150KN, 轉(zhuǎn)速（4）產(chǎn)生的推力完全能夠滿足12鉆頭的加壓要求；趙 57-91 井應(yīng)用 6 8 2495-2720