煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头方案设计

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1、2010年第39卷石油矿场机械第9期第29页0ILFIELDEQUIPMENToo文章编号：1O01-3482(2010)09—0029—05煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头方案设计魏晓东，王国荣，王斌，袁光杰，夏焱(1．西南石油大学，成都610500；2．中国石油集团钻井工程技术研究院，北京100195)摘要：针对我国煤层气钻井缺乏专用配套工具及装备，煤层气欠平衡钻井技术应用受到限制等现状，开展了煤层气欠平衡钻井专用旋转控制头的研究。根据煤层气钻井的要求及现有石油钻井用旋转控制头的相关标准，对煤层气欠平衡钻井专用旋转

2、控制头进行了方案设计并提出了研究中需要解决的几个关键问题，为产品设计及研发奠定了基础。关键词：煤层气；欠平衡钻井；旋转控制头；方案设计中图分类号：TE921文献标识码：ASpecialRCH’sProjectDesigninCBMUnder-balancedDrillingWEIXiao—dong，WANGGuo—rong，WANGBin，YUANGuang—jie，XIAYan(1．SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，China；2．DrillingResearch

3、Institute，CNPC，Beijing100195，China)Abstract：Aimingatthepresentsituationthatdomesticcoalbedmethane(CBM)drillingindustrywaslackingindedicatedmatchingtoolandequipmentandtheapplicationofCBMunder—balanceddrillingtechnologywasrestricted，thestudyonrotatingcontrolhead(

4、RCH)dedicatedtoCBMunder—balanceddrillingwascarriedout．AccordingtorequirementsofCBMdrillingandexistingrelatedcriteriaofRCHusedinpetroleumdrilling，theschematicdesignofRCHdedicatedtoCBMunder—balanceddrillingwasmadeandseveralkeyproblemsthatneedtoberesolvedinthisstu

5、dyareproposed．Keywords：coalbedmethane(CBM)；under—balanceddrilling；rotatingcontrolhead(RCH)；sche—maticdesign我国煤层气钻井技术单一，钻井技术、装备和工成本高、钻井技术不配套、专用工具及装备匮乏等。具大都从石油钻井中借鉴，与煤层气钻井的特殊工欠平衡钻井技术由于突出的储层保护能力和较况不配套，导致钻井成本高。我国煤层气藏埋深通高的钻井速度等特点，使得其在煤层气开采上具有常在3002000m，需要的钻机小、压力低，而且

6、我明显的技术优势。发展煤层气欠平衡钻井技术，必国煤层特殊的“三低”(低压、低饱和度、低渗透)地质须要有与其相适应的工具及装备为支撑。由于煤层条件又造成煤层气井单井产量低l_l]，严重制约我国气钻井独特的地质条件和特殊的井身结构，直接应煤层气大规模开发，其主要因素为单井产量低、钻井用石油钻井的欠平衡钻井工具及装备暴露出成本收稿日期：2010-03—09基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”专题“煤层气欠平衡钻井配套技术研究”(2008ZX05000036003)作者简介：魏晓东(1982一)，男，蒙古族，

7、内蒙古通辽人，硕士，主要从事石油天然气装备的现代设计理论及方法方面的研究，E—mail：duncanwxd@yahoo．corn．cn。石油矿场机械2O10年9月高、体积大，不利于迅速搬迁和提高钻速等一系列问动密封盘根冷却效果好。另外，江苏金湖和内江宏题。因此，在现有基础上研制出适用于煤层气欠平生等国内的一些小型石油机械公司也开始研究制造衡钻井的专用工具及装备有利于降低单井作业成旋转控制头。本，提高钻井速度，增强装备叮运移性，对于煤层气开发的总体规划十分必要。●1国内外旋转控制头应用概述1．1分类旋转控制头(又称旋转

8、防喷器)的主要作用是：井眼环空与钻台之间的封隔；提供安全有效的压力控制；将井眼返出的流体导离井口-。]。国内外现有旋转控制头按照胶芯密封钻具方式分为被动和主动密封式。a)被动密封其密封是靠胶芯与钻具之间的过盈来实现的，井压能够助封。结构简单可靠，安装、拆卸方便，钻进过程中更换胶芯方便迅速，容易保养维护。缺点是胶芯补偿量有限，寿命短，需要与图1美