水力震荡器在青海地区定向井的研究与应用论述

周翔

摘要：最近几年，随着钻井技术的不断进步，石油天然气开发定向井也在不断的扩大，特别是大位移井、长水平段水平井总数量也在逐渐增长。在这些区块井段使用水力震荡器，可以减少滑动和水平钻进中的托压情况，使机械钻速可以得到提高，降低了钻井事故发生的概率。与此同时，和其它区块有类似的井身结构以及新区快，建议对水力震荡器进行试验，从而为定向井提供一个可以使机械钻速的路径得到提高。

关键词：水力震荡器;定向井;应用

前言

随着青海地区勘探开发技术的不断提高，定向井和水平井的复杂种类也不断增加。此类型井在滑动钻井时，托压粘卡的现象比较严重，如何提升滑动钻井钻压传递的有效性，降低钻具和井壁间的静摩擦力，使钻井机械的速度得到提高，是现在需要处理的钻井技术的问题。水力震荡器可以通过本身形成的轴向振动来提高钻井过程中钻压传递的有效性，减少了底部钻井工具和井眼之间的摩擦阻力，缓和了钻井工具组合托压粘卡的难题，使钻具疲劳损害得到减少以及使机械钻井速度得到了提高。

1.水力震荡器的介绍

水力震荡器是由动力部分、阀门和轴承系统以及配套震荡短节组成的。工具的动力是由一个2：1的马达构成的，马达转子的下端部分会安装一个阀片，流体在经过动力部分启动心轴转动，和动力装置部分相关联的是阀门和轴承系统，动阀片和定阀片在转子运行下重合，致使上流压力产生改变，周期性相对运动会致使流体流经工具的截面积产生周期性变化，其压力作用是在弹簧短节上，从而产生周期性波动，这样就可以和工具相联系的其它钻具在轴向上形成往复运动，使静摩擦转变成动摩擦[1]。

2.工具功能和技术优点

水力震荡器是在经过钻井液之后可以转变成机械能来使钻井过程中平常的机械加压方式改变，可以有效缓和粘卡托压情况，使钻具摩擦的阻力降低，对钻压的顺利传送有利，从而可以达到使机械的钻井速度得到提高的目的。水力震荡器有以下几个优点：首先可以使钻头加压模型进行改变。把单独的机械式加压方式转变成机械和液力相联合的加压模式，为钻头提供比较有效的钻压;其次减少钻具摩擦阻力来缓和托压。水力震荡器在钻井的过程中使上面和下面的钻具在井眼中形成纵向的往复运动，使钻具在井下的静摩擦改变成动摩擦，在最大程度上减少了摩擦阻力，缓和了钻具托压粘卡的情况，确保钻压和工具面可以保持稳定，使机械钻井速度可以提高;然后，可以实现无线随钻仪器兼容。当水力震荡器的频率比随钻测量或者随钻测井的数据高时，不会对随钻测量或者随钻测井的信号进行干扰，与此同时，水力震荡器可以减少随钻测量或者随钻测井工具侧向和周向振动的破坏;最后，有效减少钻井工具疲劳损坏。钻井过程中可以降低钻井工具的横向振动以及扭转振动，从而可以降低钻具疲劳的损坏，使钻具和钻头的使用时间延长，提高井下工作的安全性，减少钻井的成产成本。

3.水力震荡器的应用

3.1地面组合测验

在钻台对工具进行组合时，不可以在水力震荡器的动力部分添加外部压力，包含坐卡瓦、安全卡瓦等。水力震荡器具体的安装位置要根据具体情况而定，震荡短节可以直接在震荡器上安装。在地面对功能进行测验时，震荡短节的频率和流量成正比，并且，形成的振动可能会使全部的钻具产生比较强烈的振动，为了安全，需要选用比较低的排量，使震荡短节的频率减少。在地面测验中可以看到震荡短节的出现蠕动的情况就可以停止了，蠕动范围在3-10mm之间[2]。

3.2钻井操作原则

在开始钻井时压力不应该过大，一步一步加大压力，寻找到与机械钻井速度最好的契合点，然后维持钻压钻井。第一次滑动时，可以先将排量拿起来，然后逐步加大压力;在复合工况时也要仔细钻井压力，不应该过大。水力震荡器在小钻压钻井中，可以清除钻具重量在井壁某段的聚集效应，例如在运用大钻压钻井时，振动短节里的弹簧会产生压缩，因此会使工具的使用成果可以减少。

3.3工具使用情况

在运用水力震荡器总机械钻速和滑动机械钻速都会产生一个高层次。例如在狮41H3井运用水力震蕩器从定向井深度为4390m钻到4733m时，其中，总计滑动钻井井尺是221m，只属于钻井的时间是50.8小时，滑动机械钻井的速度是4.4m/h，和没有使用水力震荡器的邻近定向井进行比较，在使用水力震荡器的定向井之后，钻具产生了周期性震荡，根本上排除了托压的情况，在进行滑动时工具面比较稳定，调节工具面的时间在最大程度上降低了。

4 结束语

水力震荡器其一可以有效的对钻压的传递效果进行改变，使钻具和井壁之间的摩擦阻力减少，从而使滑动钻井和复合钻井的机械钻井速度得到提高;其二缓和了滑动钻井钻具粘卡托压情况，工具面比较稳定，减少了定向摆工具面的时间，使由于粘卡托压上下活动的钻井工具的数量减少;其三水力震荡器可以和无线随钻仪器以及螺旋杆钻井工具的共同工作。

参考文献：

[1]田相众.水力震荡器在临盘地区定向井的研究与应用[J].西部探矿工程，2019，31（11）：72-73+77.

[2]陈绍云.鲁迈拉S型定向井降摩减扭技术[J].石油钻采工艺，2016，38（04）：446-451.

[3]周媛媛，李亚军，严小霖，邓月锐，张伟.油田高含水期稳油控水采油工程技术研究[J].化工管理，2019（13）：179.

[4]杨霄霞，严小霖，邓月锐.探析低渗透油田注水开发后期控水稳油对策[J].化工管理，2017（27）：3.

[5]李思雨，王建军，尚小琳，李宗仁，刘海燕.稳油控水技术在大庆油田中的应用[J].山东工业技术，2014（08）：76.

[6] 吴奇，郑新权，张绍礼，等.高温高压及高含硫井完整性设计准则[M].北京：石油工业出版社，2017：58-114.

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