減振增壓鉆井技術與實踐應用探討

張傳榮

【摘要】減振增壓裝置是針對現有鉆井設備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點，提供一種既可以減少鉆柱振動，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率，從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。減振增壓技術的使用，不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難，而且很好的起到了防斜打快的作用，大大縮短了鉆井周期，提高了鉆井速度。

【關鍵詞】鉆井技術 減振增壓技術 探討

某井是中國石化在勝利油田部署的一口重點實驗預探井，完鉆井深3390米，為了克服該區域地層傾角大、易斜、夾層多易憋跳等困難，采用減振增壓鉆井技術，提高了大井眼鉆井速度，在同區塊中取得了較高的技術指標，創歷史新高，三開后進行連續200米硬密閉取芯，并取得了圓滿成功。

該井實際井身結構數據如下：

1減震增壓裝置的結構及原理

鉆井工程中，影響破巖效率的主要因素是破巖工具和方法。實踐表明，提高鉆井過程中井底鉆頭噴嘴的射流能力，可以大大提高鉆頭的破巖效率及鉆井速度。但是，如果從地面增加鉆井液的壓力輸送給井底的鉆頭噴嘴，需要改變現有的設備和工藝，成本昂貴。

減振增壓裝置是針對現有鉆井設備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點，提供一種既可以減少鉆柱振動，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率，從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。

減振增壓裝置包括上部轉換接頭、彈簧、中心軸、活塞軸、密封總成、增壓缸、高壓流道和下部轉換接頭，上部轉換接頭與彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸連成一體，中心軸與花鍵外筒相配合，可用于傳遞扭矩并允許中心軸可以上下活動，中心軸通過緊鎖螺母連接活塞軸。彈簧外筒、彈簧下封堵接頭、花鍵外筒和下部轉換接頭連成一體，彈簧的底端設有出水閥，出水閥連通高壓通道。

結構圖如下：

本裝置上部為減振系統，下部為鉆井液增加系統，可整體連接在鉆柱和破巖鉆頭之間，實施鉆井時，由于鉆柱的縱向振動，鉆柱帶動上部轉換接頭、彈簧上封堵接頭、中心軸和活塞軸一起上下運動，同時，彈簧外筒內的彈簧通過壓縮和膨脹可保證彈簧外筒、增壓缸等不隨鉆柱上下運動，當鉆柱向上運動時，帶動中心軸和活塞軸相對于增壓缸向上移動，增壓缸內產生負壓，吸入鉆井液。當鉆柱向下運動時，帶動中心軸和活塞軸向下移動，壓縮增壓缸內的鉆井液并使之增壓，增壓后的鉆井液通過出水閥進入高壓流道，高壓流道也聯通某個鉆頭噴嘴的高壓管相連，從而產生高壓射流，輔助破碎巖石。

簡單的說就是當鉆柱發生縱向振動時，帶動活塞軸相對于增壓缸產生往復運動，實現鉆井液在井下增壓。同時，通過彈簧和增壓缸內的鉆井液吸收振動能量，穩定鉆柱和井底鉆頭。

2減振增壓技術在鉆井中的應用

為克服該區域底層傾角大、易斜、夾層多易憋跳等困難，通過與石油大學鉆井工程科研所合作，大膽嘗試減震增壓的新技術，應用于某井2200m-2910m井段，地層數據如下：

使用井下鉆柱減振增壓裝置的井段內，機械鉆速13.92m/h，在地層基本相同，鉆井參數亦基本一致的情況下，與鄰井對比，相當于相同井段機械鉆速的兩倍。減振增壓技術的使用，不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難，而且很好的起到了防斜打快的作用，大大縮短了鉆井周期，提高了鉆井速度，僅用12天15小時就打完技套，創同區塊歷史新高。

3結束語

減振增壓裝置是針對現有鉆井設備及工藝破巖效率和鉆井速度低的特點，提供一種既可以減少鉆柱振動，又能增加鉆頭噴嘴的射流壓力，提高破巖效率，從而提高鉆井速度的井下鉆柱減振增壓裝置。

減振增壓技術的使用，不但能夠克服地層傾角大、夾層多易憋跳等困難，而且很好的起到了防斜打快的作用，大大縮短了鉆井周期，提高了鉆井速度。