中化地质矿山总局山东地质勘查院 山东省济南市 250013
摘要：施工定向井或者对钻孔纠偏，往往使用槽式定向楔（斜铁），用少加钻铤和慢速稳压钻进的方法控制造斜段的井斜角，用JJX-3A型或陀螺测斜仪对施工后的井段进行测斜。这种方法由于受到孔内铁质套管、定向楔和地磁倾角的影响，无法使定向楔一次定位成功。只能依靠频繁的测斜、测量后对定向楔扭方位，再次按照扭动的方位造斜施工。纠斜施工中的随意性较大，很难一次定位成功。近年来，随着钻井技术的不断进步，随钻测斜和螺杆钻具的使用较好的解决了上述难题并拓展了定向井的施工范围。它具有操作简单、成本低、成功率高的显著特点。基于此，本文主要对定向钻井技术在钻孔控斜中的应用进行分析探讨。
关键词：定向钻井技术；钻孔控斜；应用
1、前言
随着现代科学的日新月异，开发勘探等技术不断深入，其中，以定向钻井技术为代表，不仅提升了钻井的速度，也很大程度上节约技术方面的成本投入，使得石油资源得到高效开发。
2、随钻测斜钻井技术所用设备
随钻测斜定向钻井技术施工定向钻孔主要机具有：牙轮钻头（或PDC钻头），定向弯螺杆、无磁钻铤、加重钻杆、钻杆、主动方钻杆、循环接头、高压胶管、泥浆泵。主要机械设备有：TBW8505泥浆泵、转盘式水文钻机、铁质四角钻塔等。随钻测斜仪器为YST-25型有线随钻测斜仪。
3、螺杆钻具的操作参数和注意事项
3.1螺杆钻具的操作参数
（1）钻井液。螺杆钻具主要适用于以水基泥浆或油基泥浆为工作介质的钻修井作业。为了提高连续工作时间，施工中应当对钻井液进行有效的分离净化，使其具有尽可能低的固相含量。一般要求泥浆密度为1.25，含量不大于0.5%。泥浆的PH值应控制在8～10.5之间，PH值过低会对螺杆钻具的零件尤其是对定子产生破坏作用，缩短螺杆钻具的使用寿命。在钻孔条件允许的情况下可以使用清水钻进。
（2）马达流量。螺杆钻具工作时，钻头的转速与通过马达的钻井液流量成正比。流量太大，导致转速过高，会减少连续使用的时间。流量较小，转速下降，输出功率不够；若流量低于推荐下限值的85%时，马达不工作。Υ95mm螺杆钻具一般要求马达流量在500～600Lmin之间最为合适。
（3）马达压降。螺杆钻具的马达将钻井液的液压能转换为钻头旋转的机械能。马达两端有足够的压降，才能产生所需要的输出扭矩。泵压（注入压力）太低或钻柱循环阻力太大，螺杆钻具不会正常工作。泵压足够时，马达压降随着所施加的钻压加大而升高。由于马达本身结构的限制，马达压降达到一定程度后，破坏了定转子间密封空腔的密封能力，马达被“击穿”，转速急剧下降甚至停车，地面可以观察到泵压升高，进尺减小或没有进尺。遇有此情况必须及时提钻具以减小钻压，若地面压力表读数恢复正常，则可确认为马达失速。
（4）扭矩。螺杆钻具输出扭矩取决于钻压的大小。为了获得正常的工作扭矩，可以观察拉力表和泵压表，在允许的范围内逐渐增加钻压，使马达压降相应增加到额定值。Υ95mm螺杆钻具的正常工作扭矩为710N.m，最大扭矩不得超过1200N.m。
（5）钻压。螺杆钻具在井下工作，应施加足够的钻压，所施加钻压的大小，可以通过观察拉力表上悬重的变化和立管压力表上马达压降的变化来确定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应当通过逐渐增加钻压使马达压降达到规定的数值，从而使马达最大限度地提供输出扭矩。钻压超过规定值会导致传动轴轴承的损坏，或马达压降过高而滞动。95mm螺杆钻具进钻中的工作钻压一般控制在21kN左右。
3.2螺杆钻具操作中的注意事项
3.2.1准备工作
（1）检查螺杆钻具。下井前应确认准备使用的是新螺杆钻具或经维修的旧螺杆钻具。如果是旧的螺杆钻具再次下井，应仔细检查螺纹部位是否有松动、壳体是否有腐蚀或划伤现象。使用新螺杆钻具时不得擅自旋动任何螺纹部位，以防事故发生。
（2）安装钻头。用钻头装卸器安装钻头，应当用链钳转动螺杆钻具传动轴的轴头，而且只能反时针旋转（俯视时旋向），以防止内部螺纹松扣。
（3）检查旁通阀的开启和关闭。把螺杆钻具吊起放入转盘中，把旁通阀置于转盘以上容易观察的位置。卡牢螺杆钻具，用木棒压下旁通阀的阀芯，同时向旁通阀注满水，此时旁通阀的阀口应不漏水。然后撤走木棒，阀芯应被弹簧弹起复位，所注的水应从侧面各孔均匀流出，即可认为正常。
（4）试运转。接上主动钻杆，用方钻杆将螺杆钻具下到转盘以下，使旁通阀处于转盘以下便于观察的位置。开动泥浆泵进行钻井液循环，确认旁通阀关闭后，缓慢上提螺杆钻具，观察钻头是否转动。此时旁通阀处于“关闭”位置，不应有钻井液从旁通孔流出。操作过程中应避免钻头与井口其它设施的接触。确认钻头正常旋转后，停泵，观察旁通阀是否再次打开并使泥浆从旁通阀孔排出。泵未完全停止以前，不要把旁通阀提到转盘以上，防止污染井台。试验过程注意观察泵压变化，记录螺杆钻具的启动压力。
3.2.2下钻提钻要求
（1）下钻。在连接钻杆的过程中应当注意：当螺杆钻具下入井孔后，不允许开动转盘旋紧钻杆螺纹，以免螺杆钻具在井眼中遭到破坏或松扣。下放钻杆时要控制下放速度，防止因井眼缩径、碰井底等原因造成螺杆钻具损坏。卡钻遇阻时，可以开动泥浆泵，慢慢地扩大井眼再通过它。接近井底时，应当缓慢下放钻杆，防止由于停顿而损坏螺杆钻具。下钻时，不要把螺杆钻具全部放到井底，更不要把较大的钻柱重量压在螺杆钻具上。如果钻头已经位于井底，应首先提起0.5m左右，然后开动泥浆泵循环，反复多次上提下放钻杆，当立管压力相对稳定后记下立管的压力表读数———记为空循环压力。重新缓慢下到井底，并慢慢加钻压，立杆压力表增大的数值反映了马达的负荷是否正常，也就是钻压的大小是否合适。钻进过程中，要维持扭矩、钻压基本稳定，只要控制立杆压力使其稳定在一定范围内即可，它能使司钻及时了解螺杆钻具在井底的工作情况。
（2）提钻。螺杆钻具提出井口后，装好钻头装卸器，卡牢钻具外壳，反转钻头（俯视为逆时针），把马达密封腔中存留的泥浆从旁通阀排出。将螺杆钻具提出到旁通阀露出转盘，把螺杆钻具卡牢在转盘上，选用清水从旁通阀顶部进行冲洗。然后使用木棒将阀芯反复按下、松开多次，使其能自由地移动为止。最后拧上提升结头，提出钻具。将螺杆钻具提出转盘，并卸下钻头。
4、随钻测斜仪的使用
随钻测斜仪是满足定向钻井需要而开发的一种钻具内随钻测斜仪器。主要包括探管、接口电源箱（包括数据处理仪）、司钻显示器、计算机、打印机、连接电缆等。钻进中的钻孔各点测斜数据通过电缆被传输到计算机，被计算机连续记录下来，在司钻显示器上显示，供给操作人员操作中参考。随钻侧斜仪每次使用前均需检测。在仪器下井前必须使用重力高边进行标定，并进行系统误差的补偿。必须保证仪器各部工作正常和线路的通信畅通。施工中应特别注意的是在井斜小于8时必须使用磁性高边进行测量，井斜大于8时必须使用重力高边进行测量。否则将使仪器测量不准确，工程失败，造成重大损失。
5、应用情况
使用螺杆随钻测斜钻井技术分别施工了济南华枚矿业有限公司50114面注1钻孔、注2钻孔（均为透巷道钻孔）的定向纠偏，成功实施了定向钻进，并顺利打透巷道。为该面注浆堵水的顺利进行创造了条件。
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论文作者:马言鑫,黄双
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
标签：螺杆论文; 钻具论文; 马达论文; 钻头论文; 钻杆论文; 钻孔论文; 转盘论文; 《防护工程》2018年第16期论文;