钻机技术方案

如题所述

13000m超深井钻机须满足两方面的要求,即载荷要求和快速起下钻的要求。采用的钻机必须能够承受钻进作业时的最大钻杆柱载荷以及固井作业时的最大套管柱载荷。

以表2.18 的数据为基础,并考虑一定的余量,13000m超深井钻井施工的最大钻杆柱载荷在4000kN以内。

根据该井套管程序设计,最重的套管柱是298.5mm的技术套管,总长度为9500m,总重量约为7480 kN(壁厚按11.05 mm考虑,未扣除浮力)。

根据钻机调研的结果,宝鸡石油机械厂生产的ZJ120/900DB钻机(图2.13;表2.19)可以满足该井钻井施工的载荷要求。

图2.13 ZJ120/900DB钻机

制定钻机方案时还须考虑的是要求钻机具有快速起下钻的能力。由于该井施工井深大和取心多的两个特点,起下钻总时间相当长。根据估算,当取心钻进比率为5%时,该井的钻进施工时间约为7.6年;如果要全孔连续取心,即取心钻进比率为100%,钻进施工时间为21年,其中有很大一部分时间是在起下钻。13000m超深井钻井日费用相当高,约为20万元/天。这意味着,将需要巨额的费用用于该井的起下钻施工。我们在制定13000m超深井的钻机方案时必须考虑采取有效的技术措施,以提高起下钻施工效率,降低施工成本。

表2.19 ZJ120/900DB钻机主要技术参数

俄罗斯(前苏联)和德国都施工过科学超深井,他们当时遇到了同样的问题。他们主要采取了两项技术措施来解决高速起下钻的问题。第一项措施是提高钻台操作效率,在钻杆柱的卡夹、拧卸和移摆等操作环节采用高效率的施工装备,如有气动卡瓦、铁钻工、钻杆移摆机械手等。第二项措施是加高井架,以实现长立根操作,减少钻具拧卸次数,从而减少施工时间。前苏联施工科拉超深井时采用的立根长度是37m;德国施工KTB主孔时采用的立根长度是40m。

对于我国施工13000m超深井钻机方案的建议是:以宝鸡石油机械厂的ZJ120/900DB钻机为基础,以提高其快速起下钻能力为目标,对钻机进行适当改造。主要改造内容包括:加高井架,使钻杆立根长度达到40m左右;进一步优化钻台操作装置,提高操作效率。

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