【正文】 ②螺桿鉆具下井： A．地面檢查結(jié)束后 ，用吊鉗卡住驅(qū)動(dòng)接頭，用鉆頭盒把鉆頭和螺桿鉆具接上，大鉗只可咬在旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)接頭上； B．使用彎接頭時(shí)，定向裝置的定位鏡必須和工具面對(duì)正，如果要用浮閥，則可直接裝在旁通閥上方，千萬(wàn)不要加在馬達(dá)下邊，否則，浮閥就不起作用了，原因是鉆井液可從旁通閥流入。 循環(huán)泵壓，就是鉆頭沒(méi)有接觸井底時(shí)的泵壓，也叫離底泵壓。 所設(shè)計(jì)的旁通閥是為了在起下鉆時(shí)使循環(huán)液繞過(guò)不工 作的馬達(dá)，溝通鉆柱與環(huán)空的鉆井液通道（結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 9－ 20）。 ② Mach 2 型。 ③下井前應(yīng)進(jìn)行試轉(zhuǎn)，確定迪那鉆具工作正常后方可下井。迪那鉆具的裝配扭矩見(jiàn)表 9－ 2，其萬(wàn)向節(jié)總成見(jiàn)圖 9－ 18。根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度可確定失控井內(nèi)套管與救險(xiǎn)井的距離和方位。根據(jù)原有的測(cè)斜結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)可能有的單點(diǎn)、多點(diǎn)、陀螺和 MWD 等幾種結(jié)果得到的不同井底位置，選擇最為精確的一種結(jié)果作為失控井的井底位置。因此，所有井下鉆具必須經(jīng)探傷合格，方可下井； ②選用扶正塊表面平滑的一體式穩(wěn)定器和鉆柱擴(kuò)眼器等可以降低摩擦阻力，特別是井較深的大斜度井； ③隨鉆震擊器的質(zhì)量和位置非常重要，應(yīng)該選用震擊力大的機(jī)械式 鉆井震擊器。 2．大斜度井的鉆具組合選擇 （ l）三段式“ J”型剖面的大斜度井鉆具組合 這種大斜度井的造斜、增斜、穩(wěn)斜鉆具組合與普通走向井基本上一樣，但穩(wěn)斜鉆具通常只使用 2 柱以內(nèi)的鉆鋌長(zhǎng)度（包括非磁鉆鋌），而加重鉆桿則達(dá)到 10～ 15 柱、穩(wěn)定器一般用 2 只．以降低鉆具失重，減少摩擦阻力。 的大斜度井，適合用三段制“ J”型剖面。 （ 6）用直尺量得 OB 和 OB′ 的長(zhǎng)度，按所選比例換成角度，即表示扭完方位后所能達(dá)到的井斜角。 （ 1）根據(jù) K、 Δ L 計(jì)算扭方位井段的狗腿角 ?∶ ?＝ K Δ L。 （全力減方位），以保持井斜角不變和全力扭方位。 ∠ MOB 是鉆進(jìn) Δ L 米井眼方位的增值（ Δω ）， CB是井斜角的增值（ Δα ）， OB 是扭方位鉆進(jìn) Δ L 米時(shí)的井斜角 α ＝ α 1＋Δα 。 ）時(shí)，裝置角位于第三象限，減斜，減方位。＜ TF＜ 90176。這時(shí)需要根據(jù)井身水平投影圖及新的測(cè)斜資料，重新計(jì)算。 若 2Δ ?z與 Δ ?p 相差較大，甚至符號(hào)相反（一個(gè)是正號(hào)，一個(gè)是負(fù)號(hào)），則表明必須使用動(dòng)力鉆具帶彎接頭強(qiáng)行扭方 位。根據(jù)測(cè)斜資料及測(cè)斜計(jì)算可知， d、 e 二點(diǎn)的基本參數(shù)為井深 Ld、 Le井斜 α d、 α e，方位 ?d、 ?e， e 點(diǎn)的坐標(biāo)為垂深 He，東位移 Ee，北位移 Ne。 以上）扭方位，容易降斜。穩(wěn)定器能起到穩(wěn)定方位漂移的作用，穩(wěn)定器越多，方位漂移總趨勢(shì)的變化不會(huì)太大。 四．降斜井段 常用降斜鉆具組合（見(jiàn)圖 9 一 12，從下至上，降斜效果越來(lái)越強(qiáng)）。 施工措施： l．造斜或增斜結(jié)束后，下入第一趟穩(wěn)斜鉆具時(shí)，從造斜點(diǎn)開始要慢慢下鉆。 ／ 100 米以內(nèi)），可采用強(qiáng)行增斜法。 施工注意事項(xiàng)： 1．按設(shè)計(jì)鉆井參數(shù)鉆進(jìn)，均勻送鉆，使井眼曲率 變化平緩。 MWD 不僅可用于定向造斜，也可用于旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中的連續(xù)測(cè)量，是一種先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器 。 千牛（ 2 噸）內(nèi)變化； ②每次接單根時(shí)，鉆桿可能會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一點(diǎn)，注意轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿的打印位置至預(yù)定位置； ③如果調(diào)整工具面的角度較大（＞ 90 度），調(diào)整后應(yīng)活動(dòng)鉆具 2～ 3 次（停泵狀態(tài)），以便鉆桿扭矩迅速傳遞。 由于井下動(dòng)力鉆具的轉(zhuǎn)速高，要求的鉆壓小［一般為 ～ 千牛（ 3～ 8 噸）］，因此，使用的鉆頭不宜采用密封軸承鉆頭，尤其是在淺層，可鉆性好的軟地層應(yīng)使用銑齒滾動(dòng)軸承鉆頭或合適的 PDC 鉆頭。 造斜鉆具的造斜能力主要與彎接頭的彎角和動(dòng)力鉆具的長(zhǎng)度有關(guān)。地面井位和多目標(biāo)點(diǎn)不在同一鉛垂平面內(nèi)，只有井斜 角和方位角都變化，才能鉆達(dá)設(shè)計(jì)的多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。 （ 6）計(jì)算最大井斜角 α max R—— 造斜段曲率半徑，米。因此，造斜點(diǎn)與井口之間井眼長(zhǎng)度不應(yīng)小于 450 米。 （ 2）對(duì)于鉆井工藝及其它限制條件，在滿足（ l）項(xiàng)條件的前提下，應(yīng)選擇較簡(jiǎn)單的剖面類型。 解析法進(jìn)行井身剖面設(shè)計(jì)所用公式如下（用于三段制 J 型、五段制 S 型和連續(xù)增斜型剖面）。 四．剖面設(shè)計(jì) 1．設(shè)計(jì)步驟： （ l）選擇剖面類型； （ 2）確定增斜率和降斜率，選擇造斜點(diǎn)； （ 3）計(jì)算剖面上的未知參數(shù)，主要是最大井斜角； （ 4）進(jìn)行井身計(jì)算，包括各井段的井斜角、水平位移、垂深和斜深； （ 5）繪制垂直剖面圖和水平投影圖。井斜大于 60176。 ／ 100 米，如果需要在淺層造斜并獲得較大的水平位移，造斜率可提高到 14～ 16176。通常地說(shuō)，淺層造斜比深層造斜容易一些，因?yàn)樯顚拥貙油z結(jié)良好，機(jī)械鉆速低，需花費(fèi)較長(zhǎng)的造斜時(shí)間。如果實(shí)鉆井眼軌跡較光滑，沒(méi)有較大的狗腿，那么即使在大井斜井段，也能較順利地進(jìn)行下套管作業(yè)。 導(dǎo)向馬達(dá)調(diào)方位或增斜的 井眼曲率?。?5～ 12176。不同的井段要選用不同的井眼曲率，具體如下： 井下動(dòng)力鉆具造斜的井眼曲率?。?7～ 16176。因此，要使用 PDC 鉆頭鉆進(jìn)的定向井，提前角要適當(dāng)?shù)匦∫稽c(diǎn)。二是靶區(qū)半徑?。ㄐ∮?10 米），中靶要求高；三是盡可能選擇簡(jiǎn)單的剖面類型，以減小井眼軌跡 控制和施工難度，加快鉆井速度。 2．地質(zhì)設(shè)計(jì)書和井身結(jié)構(gòu)。 Δ S′ 并不是測(cè)段的水平投影長(zhǎng)度 Δ S。 如圖 9－ 7，測(cè)段的計(jì)算公式有三種表達(dá)形式。一類是把井眼軸線視為由很多直線段組成，另一類則視其為不同曲率半徑的圓弧組成。 8．方位提前角（或?qū)Ы牵侯A(yù)計(jì)造斜時(shí)方位線與靶點(diǎn)方向線之間的夾角。 E， S20176。每個(gè)測(cè)點(diǎn)的基本參數(shù)有三項(xiàng)：井斜角、方位角和井深，這三項(xiàng)稱為井身基本參數(shù)，也叫井身三要素。定向鉆井的應(yīng)用范圍很廣，可歸納如圖 9－ l 所示。 （有水平延伸段） 二．定向井井身參數(shù) 實(shí)際鉆井的定向井井眼軸線是一條空間曲線。 目前，廣泛使用的各種磁力測(cè)斜儀測(cè)得的方位值是以地球磁北方位線為準(zhǔn)的，稱為磁方位角。 6．閉合距和閉合方位 （ l）閉合距：指水平投影面上測(cè)點(diǎn)到井口的距離，通常指靶點(diǎn)或井底的位移，而其他測(cè)點(diǎn)的閉合距離可稱為水平位移。 3．第三套公式 γ —— 兩測(cè)點(diǎn)間的狗腿角。 1．平均角法（角平均法） 此法認(rèn)為兩測(cè)點(diǎn)間的測(cè)段為一條直線，該直線的方向?yàn)樯舷聝蓽y(cè)點(diǎn)處井眼方向的矢量和方向。 測(cè)段計(jì)算公式如下： 令 fM＝（ 2/γ ） tg（ γ /2），fM是個(gè)大于 1 但很接近 1 的值。 一．設(shè)計(jì)資料 要進(jìn)行一口定向井的軌道設(shè)計(jì)工作，作業(yè)者至少應(yīng)提供靶點(diǎn)的垂深、水平位移和方位角，或提供井口與 靶點(diǎn)的座標(biāo)位置，通過(guò)座標(biāo)換算，計(jì)算出方位角和水平位移。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同的鉆探目的對(duì)設(shè)計(jì)井的井身剖面類型、井身結(jié)構(gòu)、鉆井液類型、完井方法等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以利于安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井。 Δ ?角稱為提前角，提前角的大小，要根據(jù)地區(qū)的實(shí)鉆資料，統(tǒng)計(jì)出方位漂移率來(lái)確定，我國(guó)海上開發(fā)井一般取 2～ 7 度。因此，在定向井中應(yīng)控制井眼曲率的最大值，我國(guó)海上定向井一般取 7～ 16176。 ／ 100 米。 2．井眼尺寸 目前常規(guī)的定向井工具能滿足 152～ 445 毫米（ 6～ 171/2 英寸）井眼的定向鉆井要求，一般 地說(shuō)，大尺寸井眼比較容易控制軌跡，但由于鉆鋌的尺寸也較大，形成彎曲所需的鉆壓較大，小井眼要使用更小、更柔的鉆具，而且地層因素對(duì)軌跡的影響也較大。 （ 6）如果有異常高壓井段要求鉆井液密度達(dá)到 克／厘米 3 或更高，那么應(yīng)考慮在鉆開該高壓地層前下一層保護(hù)套管，以封固所有正常壓力井段。 通常，靶區(qū)形狀為圓形（嚴(yán)格地講，應(yīng) 該是球形）。 ／ 100 米，如果降斜后仍然要鉆較長(zhǎng)的井段，則必須采用較小的降斜率平緩降斜，以避免鍵槽卡鉆，同時(shí)，可降低鉆進(jìn)時(shí)的摩阻力。 9．井身剖面類型 在滿足設(shè)計(jì)和工藝要求的前提下，盡可能縮短井段長(zhǎng)度，因?yàn)榫味虅t鉆井時(shí)間短。 （ 3）測(cè)斜儀器類型和該地區(qū)的磁偏角，以及測(cè)斜計(jì)算方法； （ 4）設(shè)備和工具計(jì)劃。 4． 設(shè)計(jì)方法舉例 例 某定向井設(shè)計(jì)全井垂深 H=2000 米（靶點(diǎn)），上部地層 300 米至 350 米是流砂層，1000 米至 1050 米有一高壓水層，作出井身剖面設(shè)計(jì)。如選在 1050 米以下，會(huì)使井斜角太大，是不合理的。 （ 5）選擇造斜率 K 為 7176。 第二種情況 在地面井位和目標(biāo)點(diǎn)確定的情況下，在這兩點(diǎn)的鉛垂平面內(nèi)，存在著不允許通過(guò)或難以穿過(guò)的障礙物，不能在鉛垂平面上設(shè)計(jì)軌道，需要繞過(guò)障礙，設(shè)計(jì)繞障三維定向井。 一．定向選斜井段 初始造斜方法有五類，即井下馬達(dá)和彎接頭定向、噴射法、造斜器法、彎曲導(dǎo)管定向、傾斜鉆機(jī)定向。 造斜鉆具組合使用的井下動(dòng)力鉆具型號(hào)應(yīng)根據(jù)造斜井段或扭方位井段的井深選擇。鎖住轉(zhuǎn)盤、開泵鉆進(jìn)； （ 5）定向鉆進(jìn)。定向造斜時(shí)，可從地面儀表直接讀出實(shí)鉆井眼的井斜、方位和工具面，司鉆和定向井工程師要始終跟蹤預(yù)定的工具面方向，保持井眼軌跡按預(yù)定方向鉆進(jìn)。 （ 7）井下馬達(dá)出井時(shí)，按規(guī)定程序進(jìn)行清洗、保養(yǎng)。改變的范圍為 10～30 米，距離越短，增斜率越低，距離越長(zhǎng)，增斜率越高； （ 3）改變近鉆頭穩(wěn)定器與相鄰穩(wěn)定器之間的鉆鋌剛性，剛性越高，增斜率越低；剛性越低，增斜度越高。 三．穩(wěn)斜井段 常用的穩(wěn)斜鉆具組合（見(jiàn)圖 9－ 11，從下至上，穩(wěn)斜效果越來(lái)越強(qiáng)。也可采用 PDC 鉆頭（如 R426 型），以利用 PDC 鉆頭具有方位左漂趨勢(shì)的特性。 五．扭方位 一般地說(shuō)，井斜的控制要比方位控制容易一些，如何實(shí)現(xiàn)方位的自由控制，也是定向井鉆井的一大難題。但是，要 盡量少扭方位，一口井最多扭兩次方位，還是可以接受的。如圖 9－ 13 所示， OT 為設(shè)計(jì)的井斜方位線， ode 為實(shí)鉆井眼軸線的水平投影， e 為目前的井底。 對(duì)于偏差 Δ ?z，如果按照方位漂移率不變，那么從目前井底 e 鉆達(dá)目標(biāo) T，需要的方位漂移（見(jiàn)圖 9－ 15）。 （ 8）計(jì)算預(yù)計(jì)的井底井斜方位角 ?r ?r＝ Δ ?e＋ Δ ?＋ Δ ?p???????????????? ???????（ 9－ 72） 有一個(gè)問(wèn)題需要特別強(qiáng)調(diào)。工具面大小也決定著造斜工具的造斜能力用于井斜和方位上的分配比例。 180176。圖中， OM 所示為原井眼方位（高邊方向）， OA 為原井斜角 α 1（ 7176。 ）。 （全力扭方位）。 （ 4）以 ∠ AOB＝ Δ ?作線段 OB，交圓于 B、 B′ 兩點(diǎn)。根據(jù)水平位移大小，大斜度井常常采用兩種剖面，即：三段制“ J”型和五段制“ J”型剖面。鉆完直井段后下入表層套管，然后按 2～ 4 度／ 30 米的增斜率鉆完第一增斜段，根據(jù) 需要第一段井斜角可增至 30 一 40 度左右，穩(wěn)斜鉆進(jìn)部分井段后，下入技術(shù)套管，再按 13～ 20 度／ 100 米的增斜率鉆至最大井斜角，如果余下的穩(wěn)斜段還很長(zhǎng)（一般超過(guò) 300 米），應(yīng)在增斜段鉆完后再鉆部分穩(wěn)斜段時(shí)下入一層技術(shù)套管，以保證下步施工順利。 如在 311 毫米（ 121/4 英寸）井眼，“小尺寸鉆鋌”可以是 159 毫米（ 61/4 英寸）。根據(jù)實(shí)測(cè)的摩擦力情況，逐步調(diào)整校對(duì)摩擦系數(shù)，保證計(jì)算結(jié)果有一定的準(zhǔn)確性； ⑥ 大斜度井的鉆井液非常重要，要確保井眼暢通。 4．確定新老井眼是否接近的方法有： （ 1）超長(zhǎng)電極距電測(cè)（ ULSEL）法 利用地層電阻率測(cè)井對(duì)新老井眼連通點(diǎn)的地層進(jìn)行分層電阻率模擬。 在各種井下馬達(dá)中，將重點(diǎn)介紹廣泛使用的螺桿鉆具。 50176。 （ 3）特點(diǎn) ① Mach l 型。 3．螺桿鉆具 （ l）主要結(jié)構(gòu)與工作原理。鉆井液中的砂粒等雜質(zhì)會(huì)影響鉆具性能，加速軸承和馬達(dá)定子的磨損。 鉆具工作中，打鉆泵壓達(dá)到最大推薦壓力時(shí)，鉆具產(chǎn)生最佳扭矩，繼續(xù)增加鉆壓將增加泵壓，當(dāng)超過(guò)最大設(shè)計(jì)壓力時(shí)，馬 達(dá)可能會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)應(yīng)立即降低鉆壓，以防螺桿鉆具內(nèi)部損壞。用 MWD 時(shí)，在下鉆過(guò)程中，每 500 米應(yīng)打通一次； F．下鉆接立。 離底泵壓不是一個(gè)常數(shù)，它隨井深和鉆井液的特性變化而變化，但實(shí)際操作中，沒(méi)必要隨時(shí)測(cè)取循環(huán)泵壓的精確值，一般取每次接單根后的離底泵壓為近似值，這樣做完全可以滿足公式的精度要求。 （ 2）使用要求 ①鉆井液的要求 螺桿鉆具對(duì)于各種鉆井液都能有效地工作，包括油基、水基和乳化的鉆井液。長(zhǎng)度短、反扭矩小，適用于定向鉆井、定向造斜和扭方位。當(dāng)發(fā)現(xiàn)泵壓突然上升時(shí)，應(yīng)及時(shí)提起鉆具，重新加壓鉆進(jìn)； ⑥ 保持鉆井液含砂量不大于 l％，以提高迪那鉆具的使用壽命； ⑦ 起出迪那鉆 具應(yīng)認(rèn)真檢查旁通閥總成并把鉆具內(nèi)的鉆井液排凈，測(cè)量軸承間隙，加油保養(yǎng)旁通閥。 25176。目前在我國(guó)海洋定向井的井下馬