基本信息
- 项目名称：
- 一种井下可调变径稳定器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 石油钻井井眼轨迹控制是当今世界性技术难题之一，旋转导向钻井工具可控制井眼轨迹，但日租费昂贵，使用变径稳定器可有效解决该问题。通过地面开停泵液压式控制和井下机械式机构锁紧，来实现在井下准确变径，与井下动力钻具配套使用可达到旋转导向钻井工具所具有的导向控制性能，且成本较低。科技查新结论为国内外未见一种井下偏心可调变径稳定器。已授权发明专利1项，实用新型专利1项，发表论文1篇。
- 详细介绍：
- 石油储备将影响到国家的安全。目前大部分油田处在开采中后期，这需要向难钻地层及区块进军，超深复杂井开采技术成为当今世界的技术难题之一，证实了“上天不易，入地难”。石油钻井井眼轨迹控制是当今世界性技术难题之一，旋转导向钻井工具可控制井眼轨迹，但日租费昂贵，使用变径稳定器可有效解决该问题。通过地面开停泵液压式控制和井下机械式机构锁紧，来实现在井下准确变径，与井下动力钻具配套使用可达到旋转导向钻井工具所具有的导向控制性能，且成本较低。四川省科学技术信息研究所科技查新结论为国内外未见一种井下偏心可调变径稳定器。已授权发明专利1项，实用新型专利1项，发表论文1篇。该工具主要由壳体、上活塞、上轴、弹簧、弹簧座销组合、斜面滑块、硬质合金柱、推力轴承、变径凸轮体组合、可动活塞、下轴、下活塞组合、变径消息发生机构和接头组成。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 在钻进过程为了控制和调整井眼井斜，通常使用传统固定式稳定器，因其结构固定，更换固定式稳定器只有停钻、起钻方可实现，然后又下钻，这样不但易引起刮擦井壁和“拔活塞”现象，增加了泥浆对井壁的浸泡时间，而且延长钻井施工周期，降低钻井时效，甚至造成井壁失稳，致使井塌、井喷等井下复杂事故。在定向井、水平井和大位移井钻井施工中，为减少或者避免上述事故的发生，更快更有效更经济地解决钻进过程中的井眼轨迹控制和调整问题，发明了一种井下可调变径稳定器。一种井下可调变径稳定器通过地面开停泵液压式控制和井下机械式机构锁紧，来实现在井下准确变径，精确地控制井斜角和方位角。可以减少起下钻次数，更经济更精确地控制井眼轨迹，提高井身质量，缩短钻井周期。其中液压式控制和井下机械式机构锁紧是实现井下变径的关键技术和难点技术，同时也是发明设计该工具的创新点。
科学性、先进性
- 目前地面可控井下变径稳定器可以对井眼轨迹进行有效的控制与调整，以其成本低控制效果好等特点在国外已规模应用，而在国内绝大部分油田使用固定式稳定器，虽则国内已有应用井下可控变径稳定器案例，但远未普及。为拥有自主知识产权的井下可控变径工具，基于此发明设计了一种井下可调变径稳定器，并利用CFD技术和CAE技术对工具工作原理和易失效部件进行了分析。目前该工具处于试制阶段。该工具可与低成本螺杆钻具配套使用可达到国外昂贵旋转导向钻井工具所具有的导向控制性能，将以其经济性和优异性能受到油田企业的青睐。与该工具相关的有已授权发明专利1项，已授权实用新型专利1项，并在《石油钻采工艺》发表论文1篇。
获奖情况及鉴定结果
- 作品在四川省科学技术信息研究所（国家一级科技查新咨询单位）进行了科技查新。查新结论为：国内外未见一种井下可调变径稳定器，在稳定器中设计了调挡活塞、变径机构、调挡机构；其中，变径机构由转换滑块、硬质合金柱和密封圈组成；调挡机构中的凸轮体外圆周上布置轨迹调挡槽，调挡柱销前端插入挡凸轮体调挡槽中。该稳定器同时在井下实现了偏心可调和变径的功能；可有级变径，去掉调挡凸轮后，也可无级变径的文献报道。
作品所处阶段
- 实验室阶段,并与合作厂家在商讨加工事宜。
技术转让方式
- 具体技术转让方式可根据双方意向详谈。
作品可展示的形式
- 现场演示和图片展示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该作品可直接安装在钻柱上，可与螺杆钻具和涡轮钻具等井下动力钻井配套使用，实现复合钻井。可精确地控制井斜角和方位角，在某种程度上可达到旋转导向钻井系统的功能，且成本较低。以其成本低控制效果好等特点在国外已规模应用，国内已有成功应用案例，但远未普及。该作品具有自主知识产权，可为油田企业节约钻井成本，提高经济效益，预计市场需求大，经济效益好。
同类课题研究水平概述
- 从20世纪80年代后期以来，国外一些石油服务公司致力于井下同步可调变径稳定器的开发，并有不少类型的产品进入商业应用。其中，主要有法国石油研究院开发的VARISTAB变径稳定器；Halliburton公司的TRACE变径稳定器；Sperry-sun公司的AGS可变径稳定器；英国Andergauge公司研制的可变径稳定器。在全球各大石油服务公司开发同步可调变径稳定器的热潮下，国家把井下同步可调变径稳定器开发列为国家863科技攻关项目，中国石油勘探开发研究院苏义脑院士、西安石油大学张光伟教授等课题组先后研制了井下同步可调正排量变径稳定器，并在进行了现场试验。目前国内少数油田开始使用同步可变径稳定器，由于国内可变径稳定器的研究起步较晚，加之受国外技术的封锁，可变径稳定器在国内油田还未规模应用。在现有同步可变径稳定器研究的基础上，发明了一种井下可调变径稳定器，该工具通过地面开停泵液压式控制和井下机械式机构锁紧，来实现在井下准确变径，精确地控制井斜角和方位角，其中国内外使用的为同步可变径稳定器，而未见一种井下可调偏心变径稳定器。该作品可直接安装在钻柱上，若与螺杆钻具和涡轮钻具等井下动力钻井配套使用，实现复合钻井。可更精确地控制井斜角和方位角，在某种程度上可达到旋转导向钻井系统的功能，且成本较低。同时，该作品具有自主知识产权，可为油田企业节约钻井成本，提高经济效益，预计市场需求大，经济效益好。
