井下可控变径稳定器工作机理及力学探讨
2021-12-21万教育丁红易超袁瑞刚尹永清
中国设备工程 2021年23期
关键词:安全性
万教育,丁红,易超,袁瑞刚,尹永清
(1.中国石油集团西部钻探定向井技术服务公司,新疆 乌鲁木齐 830026;2.奥瑞拓能源科技股份有限公司,河北 廊坊 065000)
石油钻井的井眼控制是一个技术难题。传统的固定稳定器,必须在起钻或停钻时才能更换,一方面,会刮擦井壁,出现拔活塞现象;另一方面,会降低钻进效率,甚至引起井塌、井喷等事故。为了解决这一问题,将可控变径稳定器用在定向造斜、直径防斜中,可明显缩短钻井时间。然而,目前可控变径稳定器因结构复杂、成本较高,并未在国内大范围推广,进行结构和性能上的改进,成为今后生产企业的一个关注重点。
1 可控变径稳定器的工作机理
1.1 结构组成
如下图1,是可控变径稳定器的组成结构,其中数字对应的各部件是:1是壳体,2是导流套筒,3是上复位弹簧,4是弹簧座,5是导向体,6是支撑块,7是下复位弹簧,8是活塞,9是过滤网,10是节流套筒,11是接头。从位置关系看,壳体和接头在外边,其余部件在壳体里边;从外观来看,壳体表面有螺旋式翼面,且上端和下端均有螺纹。
1.2 工作机理
井下作业时,根据泵压大小决定着该稳定器是否变径。
(1)变径机理。泥浆泵正常运行时,浆液经过连接头,在节流作用下导致液压变大,这个压力会推动节流套筒向上运动,继而带动导向体、支撑块同方向运动。支撑块的运动,是在滑轨上完成的,滑轨在滑动过程中,支撑块发生径向伸缩,就会从壳体孔内推出。随着外径不断增大,当支撑块全部推出,导向体上端到达壳体限位台肩处,导向体就不能继续向上运动了。……
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