钻具结构优化及井下安全的浅析
【摘 要】油井提速：全井段用PDC钻头，二是减少起下钻次数，达到高效施工的目的。
四合一钻具结构（PDC、单弯螺杆、短钻铤和稳定器）运用单弯螺杆的滑动可调能力，实现井斜、方位双稳效果，充分发挥PDC快速钻进优势，圆满完成全井段控制，实现二开“一趟钻”，达到节省起下钻和滑动调整时效、解放机械钻速、降低井下风险的效果。
它的核心就是单弯螺杆与短钻铤加双扶正器组成微增斜钻具，在钻井提速方面的贡献不能小视。
下载论文网 /3/view—13034954.htm 【关键词】提速增效；四合一；钻具结构 一、“四合一”钻具结构的形成条件 四合一钻具结构（PDC、单弯螺杆、短钻铤和稳定器）运用单弯螺杆的滑动可调能力，实现井斜、方位双稳效果，充分发挥PDC快速钻进优势，圆满完成全井段控制，实现二开“一趟钻”，达到节省起下钻和滑动调整时效、解放机械钻速、降低井下风险的效果。
1、随着长庆油田发展的需要，钻井工作量逐年递增，如何在不影响高效钻井的情况下，减少建井周期，提高完井效率，只有在减少起下钻、提高机械钻速上做文章。
2、技术难点：一是防斜打直，过去采用钟摆钻具，但钻至造斜位置就必须起钻换螺杆钻具；二是斜井段当井斜、方位达到一定程度时，必须更换稳斜、稳方位的多稳定器钻具。
二、“四合一”钻具结构的优化 “四合一”钻具结构是一种微增斜钻具结构，增斜率较小，实钻中是以提高造斜点达到提前增斜的目的，斜井段控制井段长，井眼曲率小，也有利于下部井眼轨迹控制时调整工具面。
（一）单弯螺杆的选用 目前现场常用1.0度和1.25度的单弯螺杆。
直井段有防碰需要，可以人为的控制井眼轨迹的发展方向。
即锁住转盘，进行定向，改变井眼方位变化方向，避免两井相碰事故的发生。
当直井段井斜有增大趋势时，可以锁住转盘，单独使用单弯螺杆纠正井斜，以保证直井段井斜不超标。
主要原因是带单弯的螺杆外径都大于212mm，并且不易磨损，使用寿命长，至少能保证施工2口井。
第二个扶正器主要是起稳方位的作用，同时具有调整钻具特性的作用。
第二个扶正器的直径理论上讲越大越好，稳方位的能力越强，但第二个扶正器的直径要于第一个扶正器的直径相匹配，以组成不同特性的钻具结构。
（1）从增斜效果来讲，第二个扶正器直径应该不大于第一个扶正器直径；（2）从地层特性上讲，在延安组和延长组地层有自然降井斜能力，微增斜钻具只能起到稳斜作用，稳斜钻具只能起到微降斜作用。
那么，第一个扶正器的直径也要选择大直径，以保持理想的钻具特性。
（三）短钻铤的选用 短钻铤的选择，主要是长度的选择。
当扶正器直径和螺杆钻具长度确定后，一般讲，短钻铤的长度越长，增斜率越大。
小位移井，需要增斜率小，短钻铤的长度较短。
选择3米左右短钻铤较为理想，稳方位能力也好。
在延安组，还可以起到微降斜效果。
大位移井，位移超过300米后，短钻铤较长，一般选用4—6米为宜，既能保证增斜效果，稳方位能力也较好。
（四）钻头的选用 （1）表层主要是黄土层，一般选用外径￠311mm三牙轮钻头。
（2）二开后首选PDC钻头，可以选用上海中曼和成都百斯特的钻头型号，在下部地层根据钻压、泵压、钻时来判断钻头的磨损情况，可以考虑起钻换三牙轮钻头。
PDC钻头对软地层主要是犁，对硬地层是靠剪切。
就像车刀切削金属一样，由于岩石本身抗剪强度比抗压强度小得多，对于同样的岩石用剪切方式破碎化用压碾方式破碎需要的能量小（剪切是压碾的1/8），所以使用PDC钻头钻进，只需要较轻的钻压就可获得较高的机械钻速。
三、钻具结构的井下安全分析 “四合一”钻具在长庆油田的具体实施过程中取得了巨大的成功，但是在实际施工中，?p扶正器钻具组合也存在以下的不足：（1）双扶正器钻具组合施工时，转盘扭矩大，易发生鳖跳。
（2）钻进过程中，扶正器的扩划眼功能会抵消部分钻压。
（3）PDC钻头滑动过程中容易托压，施工效率低，影响了钻井速度。
（4）滑动过程中钻具处于静止状态，钻头附近的井眼容易形成岩屑床，造成托压、蹩泵，工具面难以找到，无法准确定向。
井下事故风险越大，偶尔出现接单根上提遇阻。
四、几点建议和认识 （1）确切了解地层的变化规律和所施工井的位移大小，根据三扶“四合一”钻具的特点，分析施工的总体思路。
（2）对于大位移的井，可以适当的增加短钻铤的长度来满足施工的要求。
（3）由于安塞油田井身较浅，入井前必须对钻头、螺杆的使用情况进行分析，确保钻头、螺杆在后期使用正常。