煤层气欠平衡钻井旋转控制头胶芯密封特性分析

第 3 4 卷 第 4 期 2 0 1 2年 7月 石 油 钻 采 工 艺 OI L DRI L L I NG & P R0DUC T 1 0N T EC HNO L OGY Vo 1 ． 3 4 N o ．4 J u l y 2 0 1 2 文章编号 ：1 0 0 0—7 3 9 3 ( 2 0 1 2) 0 4—0 1 1 1 —0 3 煤 层 气 欠 平衡 钻 井旋 转 控 制 头胶 芯 密 封 特 性 分 析 魏 晓 东 刘 清 友 王国 荣 马叛 松 梁 东亮 朱 好阳 ( 1 ． 油气藏地 质及 开发工程国家重点 实验室 · 西南石 油大学， 四川成都 6 1 0 5 0 0 2 ． 中石化西南石油管理局重庆钻井公 司， 重庆 4 0 0 0 4 2 ；3 ． 冀东油田公 司， 河北唐 山 0 6 3 0 0 4 ) 引用格式 ：魏晓 东， 刘清友 ， 王国荣 ， 等 ． 煤层气欠平衡钻 井 旋转控审 1 头胶芯密 封特性分析 [ J ] ． 石油钻采3 - 艺， 2 0 1 2 ， 3 4 ( 4 ) ： n1 - 1 l 3 ． 摘要 ：旋转控制 头胶 芯的密封性 能是 影响煤层 气欠平衡钻 井施 工效果的重要 因素。根据 煤层 气钻 井工况， 对 井口偏心 工 况、 起 钻和钻进 工况下 ， 旋转控制头胶芯 和钻 具 间的接 触压力进行 了 有 限元模 拟研究 ， 并分析 了胶芯 不同结构参数对胶芯密封 性能 的影 响 ， 为 煤层 气钻 井低压 密封胶 芯 的优化 设计和研制提供 了依据 。结果表 明 ：胶 芯与钻具 间的接 触压力随偏心距的增 大而增大 ， 且 靠近偏心侧的接触压 力较 大；钻进 工况下 ， 钻具本体 和接 头部分的接触压力都 明显 小于起钻工况 ；接触压力随外 锥 角的减 小而增大 ， 随 内锥 角的减 小而减 小， 但 变化量较 小 ； 摩 擦力随主 密封段 长度的增加呈 线性 增加 ， 钻杆接 头部 分明显 大 于本 体。现场应用 实践验证 了分析 结果的正确 性。 关键 词 ：煤层气 ；旋转控制头 ；胶芯 ；接触压 力 ； 现场应 用 中图分类号 ： T E 9 2 1 文献标 识码 ： A Pe r f o r m a n c e a n a l y s i s o f s e a l r u b b e r o n r o t a r y c o n t r o l h e a d i n CBM we l l und e r ba l a......