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　　旗开得胜 国内外深井、超深井井下工具简介 按照我们国家对深井、超深井的界定，深井是指井深大于 4500m 的井，超深井是指井深 6000m 以上的井。迄今，世界上最深的井为 前苏联的 SC-3 井，井深 12869m。目前，美国深井、超深井的钻井 水平大致为：5000m 的井完井周期 3 个月，6000m 的井完井周期 6 个月，7000m 的井完井周期 12 个月。 深井、超深井对钻井的方方面面都是一个极为严峻的挑战，其关 键技术包括：先进的地震技术以及对地震资料的准确判读与分析；对 邻井钻井资料的全面采集、处理和利用；功率、功能强大且易于控制 的钻机设备；先进的数据采集、分析系统和先进的用于不同目的的井 下工具；科学合理的钻井设计；成熟的钻井工艺技术；高温高压泥浆 体系；科学、强化的生产技术管理等。 随着世界范围内深井、超深井钻井数量与钻井难度的逐年递增， 国内外各大石油公司近几年先后开发研制出了用于深井、超深井防斜 打直、提高钻速、井眼轨迹和井下参数测量与控制、井眼扩大规整、 刚体膨胀管补救、深井扩孔等先进的井下工具，现一一简单介绍如下： 1、井下动力钻具用于提高机械钻速 ● 国产螺杆钻具耐温低，仅能用于上部井段； 1 读万卷书 行万里路 旗开得胜 ● BakerHughes INTEQ 的高速螺杆钻具采用新的橡胶定子制 造工艺，耐温 190℃，且转速与排量成正比，输出功率是涡 轮钻具的两倍多； ● 俄罗斯的带齿轮减速箱新型涡轮钻具耐温可达 250℃∽ 300℃； ● 美国 Manurer 公司为钻高温地热井研制的齿轮减速涡轮钻 具成功钻成了温度高达 316℃的地热井； 2、旋冲钻井工具用于提高机械钻速 ● 国内：厂家众多，成熟较少，究其原因，主要有三：一是寿命 短，二是无匹配之钻头，三是无深部极硬之地层，故效果不 明显。现场应用最好当属江苏东海的科钻 1 井，但该井具以 下特点：连续取心，工具一次下井工作时间短；钻头为孕镶 式天然金刚石取心钻头，抗冲击能力强；地层为非沉质岩地 层，硬度高、可钻性差、研磨性强，故应用效果明显； ● 国外有适合于地层、同时也适合于工具的专用钻头，如图 1。 2 读万卷书 行万里路 旗开得胜 图 1 旋冲钻井工具专用钻头 但国外应用情况不清。 3、偏轴接头（短节）、弯轴接头（短节）、偏重钻铤等用于防斜 最早由前苏联开发研制。国内在川东和其它地区用过，但效果不 佳。 4、自动垂直钻井系统用于防斜 ● 德国的 VDS （Vertical Drilling System）垂直钻井系统。其 工作原理为：当钻井过程中井眼偏离垂直状态时，内部的井 斜传感器发出井斜信号，同时通过电磁阀控制 4 个活塞液缸 内的压力，推动4 个可伸展翼肋，使其支撑井壁，借助井壁 的反作用力迫使钻头沿与井斜相反的方向钻进； ● 德国的 VERTICALIXX （highly accurate automatic vertical 3 读万卷书 行万里路 旗开得胜 drilling system）自动垂直钻井系统； ● AgipBakerHughes INTEQ 的 SDD(straighthole drilling device) 垂直钻井系统，它是一种外壳带有偏置装置的改进 型井下马达； ● 美国 ANDERGAUGE 公司开发研制的高温高压随钻井斜测 量装置ANDERDRIFT ，使用时直接连在钻铤上，通过开泵 时泵压脉冲显示井斜。从而实现对井斜随时监测、解放钻压、 提高机械钻速的目的；国内已有这方面的研究，具体进展情 况不详。 5、井底增压泵用于提高机械钻速 ● 国内尚无成熟产品； ● 国外已经进行了大量的室内试验与现场应用试验，井底压力 可达 30000psi （207Mpa），ROP 增加 50-60%。但寿命一 般较短，室内试验平均 40 个小时，现场应用多为 9-17 个小 时。 6、减震器、悬浮器用于延长钻头、钻具寿命 钻具结构、钻进参数和地层岩性等因素均可导致“跳钻”， 不仅会影响到 ROP、钻头和钻具寿命，而且不利于安全钻井。减 震器、悬浮器可较好地解决这一问题。 4 读万卷书 行万里路 旗开得胜 7、扩孔工具用于改变设计井身结构、提高固井质量 近几年，国外一些石油公司投入了大量的人力物力致力于石油钻 井扩孔工具的研发。由最初的双心扩孔钻头发展至现在已达到商业化 水平的系列扩孔工具，如 Bake Hughes 的 RWD 系列随钻扩孔器、 DPI 的 SR 系列扩孔器以及 Security DBS 的 NBR 系列扩孔工具等。 工具性能日臻完善，尺寸规格渐成系列。此外，石油钻井扩孔技术的 应用领域也由初始的直井扩孔发展到今天的定向井、水平井扩孔和作 为分支井、超短半径和刚体膨胀管施工井支持技术的扩孔等等。 几年来，胜利扩孔工具也已由 2000 年的单一类型、单一尺寸的 一种工具发展到今天的多种类型、多种尺寸系列扩孔工具，先后有 200 余套各型工具投入现场使用，并先后成功应用于新疆塔河油田 5400m 以下奥陶系灰岩地层扩孔、4500m 以下的盐膏层扩孔、胜利 和中原油田的套管开窗侧钻定向井扩孔、胜利油田的超短半径井大尺 寸扩孔、膨胀管应用井扩孔、胜利油田孤东 8—平 3 井的水平井扩孔 等，较好地解决了钻井生产过程中的一些技术问题，其综合孔孔速度、 效果、适应范围均达到了国外同类产品的水平，但尚需研发适合于极 硬地层的新型工具。对深井、超深井而言，其主要用途有： ● 配合刚体膨胀管技术处理井下严重漏失层、坍塌层等目前其 它钻井技术尚不能解决的疑难层段问题； 5

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