苑小帅

[摘 要]在石油钻井中，双向减震器是目前应用较为广泛的一种井下减震工具。它利用其内部的减震元件同时减缓或吸收钻柱纵向和周向振动，从而减小钻头、钻柱及地面设备的振动破坏，维持正常的钻压和转矩，在钻井中得到了广泛地应用。现场如何优选钻压和扭矩，如何优化钻具组合，才能有效提高双向减震器的使用效率，延长双向减震器的使用时间成为使用的重点。

[关键词]双向减震器；优化；现场使用

中图分类号：TE951 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0171-01

1 钻柱振动类型及危害

在钻井过程中，钻柱振动是当前钻井工程中普遍存在的现象，其强烈振动是钻头和钻具的早期损坏失效的主要原因。

按照钻柱振动的方向可以分为以下三部分：

（1）纵向振动，即钻柱的上下跳钻。跳钻现象对钻进时使用的钻头、涡轮钻具和井下随钻测井仪器等都有很强的破坏作用。

（2）横向振动，即钻柱的偏转。偏转易导致钻头磨损、井径扩大，影响钻进速度。

（3）扭向振动：即钻具的粘滑现象。粘滑易导致钻头牙齿损坏，钻杆螺纹产生变形，造成脱扣、钻杆扭断等，影响钻时。

结合上述钻柱振动的特点及带来的危害，消除钻柱振动的危害是很有必要的，而应用双向减震器不仅可以调离底部钻柱固有频率和钻头的激震频率，还能吸收或减缓钻柱的振动冲击载荷，从而提高钻速，降低钻井成本，提高钻井效率。

2 双向减震器应用优点

双向减震器的应用在很大程度上减弱了由于钻头破岩特点而引起的纵向、扭转和横向的冲击振动，尤其在钻进硬地层或软硬夹层时其减振效果更为明显，主要优点如下：

（1）消除钻头跳离井底的现象，避免了无减震器时钻头处于跳钻状态，钻头对井底频繁地冲击，使钻头与井底紧密接触，有利于岩层的有效破碎，提高机械钻速；同时，能够均匀地给钻头施加钻压和扭矩，能够避免钻头早期磨损，提高了钻头寿命和机械钻速；

（2）大大减小钻柱疲劳破坏，避免了无减震器时，钻柱随钻头跳离与冲击井底工况的出现的钻柱动载，其交变动载荷应力可以使钻柱发生疲劳破坏，特别是在钻具接头处，易发生避免了钻具刺扣、粘扣及断裂事故；

（3）最大程度地保护地面设备，避免了因钻柱振动而造成的钻机动载荷的大范围波动，有效地降低了钻柱振动对钻机大绳、水龙头旋转系统（轴承及冲管）、转盘及钻井泵等地面设备的损坏。

现场应用统计数据表明，双向减震器的应用钻柱振动破坏事故减少50%，钻头使用寿命提高42.8%，平均机械钻速提高50.1%，取得了显著的经济效益。

3 现场使用

3.1 优选钻压和扭矩

双向减震器在钻进时应根据具体情况优选钻压和扭矩，对于过载和疲劳等原因，钻井过程中要根据不同型号减震器的性能参数，施加不同的钻压和扭矩，实现钻井参数的最优配合，如表1所示。

3.2 优化钻具组合匹配

减震器的使用过程中要考虑减震器与钻铤、钻头的匹配，原则上与钻铤尺寸一致或接近，与钻头尺寸的匹配推荐如表2：

除了尺寸配合，还要考虑双向减震器的安放位置：

（1）当使用塔式钻具钻进时，直接接于钻头之上；

（2）当钻头上接有稳定器时，将双向减震器安放在稳定器与钻铤之间；

（3）当取芯钻进时，安放在取芯筒之上；

（4）当定向井稳斜钻进时，可连接在第一只稳定器上部；

（5）减震器只适用于牙轮钻头和研磨性取芯钻头，不适用于刮刀钻头。

3.3 控制使用时间

根据减震器的使用，每套减震器（含修复）累计使用超过2000小时后，减震器的失效几率大大增加，同时与钻井工艺、井下工况有关系，泥浆钻中的使用寿命比空气钻长。针对井队常用的9"双向减震器使用制定纯钻时间推荐表，如表3所示。

3.4 使用过程中做好检查

为了减少失效，需要注意，当减震器任何一项指标超出后都应及时停止使用：

（1）四个油堵松动或者漏油；

（2）双向减震器的心轴工作行程超出；

（3）下井前若发现不正常情况，应及时向技术人员反应，以便进行现场维护或者返厂修理，严防发生井下事故；

4 结论

双向减震器的应用能够很好的解决钻柱纵向、横向及扭转振动带来的影响，利用压缩液体缓冲振动能量，吸收或减缓钻柱的振动冲击载荷，从而能够提高机械钻速钻速，降低钻井成本，提升钻井效率。结合现场的实际应用，通过采取选用合适的钻压、扭矩，对钻具组合进行优化匹配等方式提高双向减震器工作效率以及延长其使用寿命

参考文献

[1] 赵金洲，张桂林等.钻井工程技术手册.中国石化，2004（530）.

[2] 杜晓瑞，王桂文等.钻井工具手册.石油工业，2000.1.（126）.