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SureDrill:钻进更快、更好、更高效

SureDrill:更快、更好、更高效钻进

APS公司的SureDrill产品线中拥有许多新兴的钻井优化技术和振动控制产品。这些硬件和软件产品都服务于一个共同的目标—更快、更好地钻进。

APS结合了自动减震技术和实时钻井数据记录分析技术,可以预测和测量影响钻井过程的变量,完成甚至超水平完成钻井计划。

主动式减震器短节—AVD

APS主动减震器(AVD)是一款独立的井下工具,可以自动、实时地适应井底钻具组合的变化,最大程度地阻止钻柱轴向、横向以及扭转振动。由于钻柱振动减少,AVD可以将机械钻速提高50%,并使钻头的寿命翻倍。其他的井下钻柱组合,如MWD/LWD工具,也同样可以从振动减少中受益。

从结构上来说,AVD有点类似一个减震器,附有一个可对其刚度进行编程调节的阻尼装置。阻尼腔内充满了磁流变流体,可以用电子控制其粘度。每分钟集成运动传感器测量位移数次,并根据监测到的钻井情况调节阻尼系数。

AVD可以针对实时的钻井情况,对工具柱进行减震调整,从而极大地减少了振动,钻头与地层可以更好地接触,进而提高了机械钻速。

特点和优势

1.减震;
2.摩擦颤振补偿;
3.提高机械钻速;
4.延长钻头寿命;
5.减少非生产时间;
6.独立的钻井工具,不需要额外的校准和钻机维修工作;
7.可记录振动数据,并能够下载。

案例分析

(1)面临问题

在一口典型的Barnett页岩井中,Beacon公司在稳斜段钻进目标层位Hard Atoka砂岩层时,需要进行多次起下钻作业。

(2)解决方案

APS建议在一口井中安装AVD,在邻井中安装VMS(振动监测传感器),以明确钻井效果的改善是否与钻井过程中的振动减少有关。

(3)结果石油圈原创www.oilsns.com

钻进过程中,采用AVD的井起下钻次数更少,机械钻速更高。与邻近井相比,平均节约了一天半的时间。整个稳斜段用了4天完成,通过减震控制将钻井效率提高了20%。

钻井动态监测短节—DDM

APS公司推出的钻井动态监测(DDM)短节可以对钻进过程中的钻压、钻头扭矩、钻头弯矩、以及内部和环空的压力和温度进行测量和记录。

特点和优势

1.通过APS的SureShot MWD/LWD系统,可实时传输采集到的数据,或者将数据储存在DDM的井下储存器中用于后续的下载和分析。

2.DDM装配振动监测器后,可以对井下轴向、横向等振动和冲击进行测量和计算。

3.可通过SureShot传输实时振动警报。

振动储存短节—VMS

SureDrill振动储存短节(VMS)是一款独立的井下工具,可对井下的轴向、横向和角振动进行测量、计算和记录,进而用于地面的数据回收和分析。VMS可以帮助用户分析井下钻井冲击振动,例如粘滑和涡旋效应。还可以分析井下钻井操作、设备性能或设备故障与所记录数据之间的关系。

振动数据计算

每隔20s,微处理器就会进行一次计算和存储,主要包括以下数据:

1.最大横向加速度——X、Y向量和加速度;
2.RMS横向加速度;石油圈原创www.oilsns.com
3.最大半秒RMS横向加速度;
4.最大轴向振动(Z方向加速度);
5.RMS轴向加速度;
6.最大半秒RMS轴向加速度;
7.最大和最小角速度(RPM);
8.粘滑率和其他转动参数;
9.绝对日期和时间。

特点和优势

所有的井下振动测量数据都标记有日期和时间,方便与其他数据进行相关性分析

数据能够以ASCII文本文件的格式进行存储,用户可以使用APS的振动数据分析软件(Vibration Data Viewer)进行分析,或者也可以使用自己的分析软件进行分析。

VMS的存储空间为32MB,最高可连续存储250个小时的数据。

数据回收简单。将短节上的数据转存接口通过一个接口盒连接到电脑上的软件中,便可以将储存的数据转化为文本文件。

工具的设计是基于探测器进行的,公母接头都是标准接头。

基于探测器的这种设计可以方便地增大、减小工具尺寸,以适用于不同的钻铤尺寸。

检测振动使用的是± 120 g (横向)和± 60 g (轴向)的加速计,外加一个磁通门磁力仪旋转探头。

钻井优化软件

SureDrill Optimizer—实时钻井优化服务

APS公司现在拥有一整套钻井优化系统,可以帮助油公司和钻井公司节约时间和成本。公司推出的SureDrill-Optimizer系统处于行业领先地位,可以完成以下优化作业:

1.钻柱建模和分析(钻井前实时进行);
2.基于实时的地面和井下数据进行钻井优化;
3.钻进前的已钻邻井分析——明确钻进中出现的问题,为每个地层选择最佳的钻进点;
4.钻井后分析。

SureDrill-Optimizer可以安装在现场的服务器或者远程服务器上,安装简单。远程服务时,数据将传回技术中心或者客户办公室。对于所知甚少的新区域的钻井任务,SureDrill-Optimizer可以快速地制定最佳的钻井操作。钻进时,钻井工作紊乱会导致计划外的起下钻作业,而SureDrill可以减少,甚至避免这种情况。

特点和优势

1.增加机械钻速;
2.减少振动;
3.增加钻头寿命;
4.增加钻头进尺;
5.减少起下钻次数;

WellDrill—钻柱建模和分析程序

APS公司的WellDrill是为井下钻井设备而设计的一款分析软件。其应用包括:设计井下工具、确定工具造斜率范围,以及分析故障原因。标准趟次输入表中提供了必要的输入数据。输出数据以便于理解的图表形式呈现,可在数分钟内完成一整套综合分析。完整的WellDrill软件包含以下模块:

1.BHA弯曲度—底部钻具组合弯曲度分析:计算弯曲挠度、侧向负荷、弯曲力矩、名义应力;
2.BHA振动——BHA临界转速分析;
3.BHA预测——预测BHA的钻进趋势。

来自/APS  译者/周诗雨  编辑/张永君

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。

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