径向水平钻井研究(集团公司2005年9月钻井会议论(5)

6． 射流钻头研究

为了满足径向水平井高压水射流钻井需要，我们进行了高压水射流破岩机理和射流钻头的研究工作。主要做法是：根据理论计算和先导试验结果，设计不同结构的射流钻头，经过试验，优选出最好的结构，然后，对这种钻头的结构进行了深入研究。这种钻头的优点是:①钻头内部呈锥形收缩，可将通过的射流液加速；②在钻头的后部装有导流叶片，可将钻杆内直线运动的流体质点变为螺旋运动。试验表明：对于模拟地层特性参数制作的抗压强度低于40Mpa混凝土试件，在采用压力为50-55 MPa、排量为560-610 L/min清水介质喷射时，喷孔直径可达φ100 mm以上。目前已经开展研究并完成设计的磨料射流钻头能够切割任何井下地层。

7． 辅助配套技术研究

在径向水平井钻井综合配套技术的研究当中，为了配合转向器系统的工作和满足不同油井施工工艺的需要，我们做了大量的辅助配套研究工作。这些工作主要有：

（1） 井下液压运动控制器和机械运动控制器的研制

（2） 地面试验送进控制系统的研制

（3） 5／2"和7"套管两种规格，多种不同类型的锚定器的研制

（4） 70MPa井口装置和井口密封的研制

（5） 70MPa井底密封的研制

（6） 送进光杆和各类附件的研制

（7） 压力、张力等数据采集系统的建设。

（8） 地面高压过滤管汇研制

（9） 施工工艺技术研究

（10） 钻杆通过转向器的有限元分析

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第四部分 地面综合模拟试验和现场试验

1、地面综合模拟试验

在径向水平井钻井技术的研究中，我们作了大量的地面综合模拟试验。以YSZ7型转向器为例，地面综合模拟试验的大致情况如下：

试验主要目的：检验YSZ7型转向器系统在径向水平井钻井中各项技术参数和工艺流程。

试验主要设备：压裂车组、径向水平井综合试验台架、送进控制系统、高压井口和井口密封装置、送进光杆、钻杆、射流钻头、YSZ7型转向器系统、工作油管、传感器和数据采集系统等。整个操作过程除了定方位外，都模拟井下操作工况进行。水泥试件采用预制水泥试件，抗压强度为20－30 MPa。

试验结果：水平喷进5.4m；成孔直径φ110 mm以上；钻杆回拉力小于25KN；钢丝绳张力参数变化为18－22KN。钻杆通过转向器后，截面的变形情况：长轴为33.1－33.5mm，平均为33.25mm；短轴为31.6－31.8mm，平均为31.74mm。