logo
专注油气领域
与独立思考者同行

哈巴Duro RSS旋转导向系统打造业内一枝独秀

哈巴Duro RSS旋转导向系统打造业内一枝独秀

哈里伯顿的Geo-Pilot系列Duro RSS旋转导向系统,专门针对需要进行堵漏,可大幅缩短钻穿套管鞋的时间,加快起下钻速度,提高整体的钻井效率,且该系统的许多技术目前在业内具有唯一性。

来自 | Upstream
编译 | 白小明

在复杂储层钻井,工具往往工作在操作参数的上下限边缘,为了提高复杂储层的钻井效率,哈里伯顿正着手打造一款更强大的旋转导向系统(RSS)。

新的Geo-Pilot系列Duro RSS旋转导向系统,是哈里伯顿Geo-Pilot平台产品中的一款,旨在应对那些井下振动较大,容易导致产生粘滑现象的极端恶劣环境。该RSS也可用于其他工况,如为了解决地层稳定性问题而漏失材料浓度较高(LCM)的井况,或可能引起井眼漏失的井况。

哈利伯顿旋转导向系统全球产品经理Christian Menger表示,“该系统远比过去我们已有的产品更强大。”Duro RSS旋转导向系统的研发是为了克服原有的一些局限性,如工具的耐久性、井径扩大、弯曲的井眼,以及过流面积受限等,同时可带来较高的导向精度,并具备在LCM浓度较高的情况下作业的能力。

根据服务公司的说法,该钻头指向式RSS不依赖于地层进行地质导向,因此其在软地层、松散的地层非常有优势。该系统采用比例导向,在钻柱连续旋转的情况下进行三维方向控制,系统内有一个传动轴,通过使用一个偏心凸轮系统,通过焦点轴承来指引钻头。

Duro RSS系统外部有一个缓慢旋转的与钻柱未连接的参考外壳,以帮助防止伤害地层。参考外壳上端有一个参考扶正器,使用参考圆盘来进行相对于井筒的精确工具面控制。

根据Menger的说法,采用指向式RSS,钻柱动态参数、振动和粘滑等问题将不会影响工具面控制,同时在参考外壳的下端也有一个下扶正器。钻头、下扶正器、参考扶正器,确定了用于定向控制的三个导向几何点。

Menger表示,“Geo-Pilot旋转导向系统的第二和第三个导向几何接触点与钻柱未连接,这在业内是唯一的,这将大大减小对地层的伤害,尤其是在脆性或胶结疏松的地层。在一些接触点随钻柱全速转动的旋转导向系统,则有一种‘加工’地层的倾向,从而扩大了井径。”

另外,在RSS的上部也有一个扶正器,其外径大于或等于参考扶正器和下扶正器,此扶正器可以在起钻过程中破坏一些遇阻点。

扩展应用范围

Menger称,相比原来的Geo-Pilot平台,Geo-Pilot Duro有了许多改进,包括大幅增加了的过流面积,采用了更加坚固耐用的电子配件、轴承、密封元件,扩展了一些参数的操作范围,如旋转速度、LCM,以及冲击和振动。

增加过流面积后,可以更快地钻穿套管鞋,起下钻速度更快,机械钻速也得到提高。

哈里伯顿Sperry钻井业务专家Eddison Fu表示,强大的Duro系统“可以处理一些常规RSS无法应对的冲击、振动和钻井参数。因其具备在LCM浓度较高环境中作业的能力,提高了钻井效率,在这些工况下,作业公司可以先堵漏,然后无需起钻继续钻进。

该系统其他的增强功能包括提高了转速(RPM),扩大了工作范围,同时包含一个自清洁的参考扶正器。流通孔设计使工具可以自洁,防止岩屑堆积。

Menger称,这些改进带来的好处包括:减少钻穿套管鞋的时间、提高机械钻速、提高起下钻速度、优化井眼轨迹和粘滑效应。他同时指出,大位移井和深水环境的起下钻作业成本非常高,提高起下钻速度对于这些应用环境尤为重要。

作为Geo-Pilot Duro RSS的配套产品,哈里伯顿同时提供了性能经过了优化的井底钻具组合(BHA),以确保BHA与RSS的参数匹配。

Menger称,该系统完全可匹配随钻测量和随钻测井工具,因此对于旋转导向BHA来说,LCM浓度只受到钻头喷嘴尺寸的限制。

他补充道,可以泵送多种高浓度的LCM通过Geo-Pilot Duro底部钻具组合,来进行地层堵漏,而不会影响工具的功能。这种快速堵漏而无需更换BHA继续钻进的能力,使哈里伯顿的RSS系统有别于其他商用RSS系统。

研发过程

哈利伯顿大约在四年前就开始开发Geo-Pilot Duro,目的是应对复杂的钻井工况,这些工况对工具的抗冲击和抗振动要求较高,而且需要更快的转速。Menger指出,“研发过程包括大量的模拟工作和零部件的测试。”

为了提高Duro系统内部的坚固性,研究人员共进行了约30项机械方面的升级改进,主要涉及密封和轴承组件、电子端口和内部扭矩传输等。

Menger称,“马来西亚的现场试验表明,由于提高了钻井效率,整个钻穿套管鞋的作业时间减少了50%。由于具体的应用工况和钻井环境不同,钻穿套管鞋的平均时间减少了30%。”

巴西的盐下深水区现场测试表明,机械钻速比邻井均有所提高。

Menger表示,“在挪威的一些复杂应用中,尽管冲击和振动水平很高,但由于RSS系统具有较高的抗冲击和抗振动能力,几口井均提前完成施工。在海上钻井作业中,将包含水泥的浓度高达200磅/桶的LCM通过BHA泵入井底来快速堵漏,之后恢复钻井作业,而对工具操作没有影响。”

哈里伯顿于2016年11月,推出了商业化的Geo-Pilot Duro 9600系统,用于12-1/4in及更大尺寸的井眼。

目前,服务公司正在测试一套9600系列的改进产品,其扭矩等级达到55000 ft-lbs,主要是针对深水盐下钻井市场。公司也在测试其他两个产品系列,即针对8-1/2in和8-3/4in井眼的7600系列产品,和针对小井眼市场的5200系列产品。Menger称,“这些产品能够满足目前所有的RSS钻井需求。”

英文原文请点击 (展开/收缩)

未经允许,不得转载本站任何文章: