井下扩眼技术及工具

千米深井综采工作面切眼刷扩支护技术
随着我国煤炭资源的逐步枯竭，越来越多的矿井开始向深部开采，其中千米深井综采
工作面成为当今矿山开采的主要形式之一。

而在千米深井综采工作面开采过程中，切眼刷
扩支护技术是一项非常重要的技术，对于保障矿工安全和提高煤矿生产效率具有重要意义。

本文将从切眼刷扩支护技术的定义、作用原理、技术特点等方面进行阐述，以期为煤矿工
程技术人员提供参考。

一、切眼刷扩支护技术的定义
切眼刷扩支护技术是指在千米深井综采工作面进行切眼刷采时，利用特定的机械设备
和工艺手段，对矿岩进行切眼刷采、支护和扩展处理的一种综合性技术。

通过切眼刷采，
可以有效提高煤炭开采效率，减少矿岩损伤，保障矿工安全。

千米深井综采工作面切眼刷扩支护技术是运用机械和人工手段对矿岩进行切眼刷采、
支护和扩展处理的过程。

具体作用原理如下：
1. 切眼刷采：通过使用专用的切眼刷采设备，对矿岩进行切割、切割、焊接等操作，将矿层切割成规则的切眼形状，为后续的煤炭开采作好准备。

2. 支护处理：在切眼刷采之后，使用专用的支护设备对切眼进行支护处理，保障矿
工和设备的安全。

1. 高效性：切眼刷扩支护技术可以大大提高煤炭开采的效率，减少人力资源的浪
费。

2. 安全性：切眼刷扩支护技术可以有效保障矿工的安全，减少事故发生的可能性。

千米深井综采工作面切眼刷扩支护技术是一项非常重要的技术，对于提高煤炭开采效率、保障矿工安全和减少矿山环境压力具有重要意义。

希望各大煤矿企业能够重视这项技术，在实际开采中加以应用，为煤炭产业的可持续发展做出贡献。

国民油井华高（NOV ）井下工具（Downhole ）是世界最大的井下工具和设备独立供应商。

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石油钻井扩孔工具研究及应用研究【摘要】随着我国经济改革的逐渐深入，能源需求量的逐年递增，石油产业得到了空前的发展。

油气开采技术的不断发展完善，使得石油钻井扩孔作业成为解决复杂深井阻卡、改良套管程序、提高固井质量以及降低钻井成本的重要手段。

本文依据钻井扩孔技术的特点与分类，首先概述了石油钻井扩孔工具的应用目的与意义；其次针对于国内外石油钻井扩孔工具的应用现状，进行简要的对比说明,同时列举了一系列影响扩孔作业成效的具体因素；最后，针对于目前我国在油田开采方面的具体情况，概括了未来我国的扩孔工具研究发展方向。

为相关的从业人员提供一定的技术参考。

【关键词】石油；钻孔；扩孔工具；应用研究前言扩孔就是指采用钻掘手段将本已存在的孔眼原位扩大为直径更大的孔眼的过程，这一技术最初应用于20世纪初，主要用于解决井眼缩颈及井壁坍塌等难题。

随着近年来石油开采向深井、高压油气井、海洋深水钻井等领域的转移，其钻井工程所面对的环境日益复杂化，扩孔作业已成为解决这类难题的有效手段之一。

在近几十年研究发展下，钻井扩孔技术取得了显著进步。

1、石油钻井扩孔作业的目的和意义(1)提高石油钻井的固井质量。

一般情况下，固井的水泥环隙要求在12.7—19mm之间。

水泥环隙过小，会导致水泥环过薄，容易产生裂缝，造成层间互窜，从而影响油井固井质量。

(2)扩大盐膏层井段井眼直径。

盐膏层蠕变缩径可造成卡钻和挤毁套管等,引发严重的钻井事故;盐膏层蠕变和挤压还可造成下套管困难,固井质量差,给后期钻井与采油作业带来麻烦。

采用井下扩孔技术,可扩大盐膏层井段井眼直径，从而有效避免此类事故发生。

(3)改变常规井身结构。

通过扩孔可以有效减小套管柱之间的空隙，从而改变井身结构，提高钻速，降低钻井成本，提高钻井的经济效益。

2、国内外石油钻井扩孔工具的研究现状20世纪初，油气钻井工业开始大量采用旋转钻井技术，为了解决由于钻头质量差而产生的井径逐渐缩小的问题，钻井界引入扩孔这一技术。

在石油和地质钻井中，扩眼技术通常用于解决地层蠕变和岩层不稳定引起的缩经，以及深井、超深井中小井眼环空间隙过小造成后期作业困难等问题。

国外著名的石油服务公司已经拥有了随钻扩眼系列的成熟产品和工具，国内对于随钻扩眼工具的研究处于起步阶段。

一、随钻扩眼工具的优点及分类1.随钻扩眼工具优点（1）实现小间隙套管固井。

在深海、高温高压井、多层套管井等高成本钻井环境中，为最大限度地增大产层段的井眼尺寸，井下扩眼后采用小间隙套管程序。

（2）提高固井质量。

应用井下扩眼技术能够增大裸眼与套管之间的环空间隙，显著地提高固井质量，给后续的完井作业和采油作业提供有利的条件。

（3）解决缩径井段钻井问题。

井下随钻扩眼工具可以扩大盐膏层井段的井眼，以抵消盐膏层蠕变和挤压所造成的缩径位移，增大水泥环厚度，保护套管。

（4）支撑钻完井新工艺技术。

如膨胀管技术、套管钻井技术和多分支井技术等，都需要增大井眼尺寸以保证工艺的实现。

2.随钻扩眼工具分类随钻扩眼工具按其扩眼原理大致可以分为扩张式和固定翼式等。

固定翼式扩眼器主要是指双心钻头，由领眼钻头和扩眼刀翼等组成，领眼钻头钻出直径较小的领眼，然后通过扩眼刀翼将领眼扩大到设计要求的直径的井眼。

扩张式随钻扩眼工具按其执行机构动作原理则可以分为机械式和液压式。

相比较而言，扩张式随钻扩眼工具的执行机构即可更换式刀翼，可以按照工艺需要张开或者收回，其扩眼尺寸范围更广、井壁更规则光滑。

二、国外随钻扩眼工具现状及应用随钻扩眼工具的基本结构主要由三部分构成，即控制机构、扩眼总成和本体。

其中本体与上下钻具相连，同时承载执行机构和扩眼总成；控制机构主要是通过一定的方式控制扩眼总成的启动与停止；扩眼总成即执行机构主要包括刀翼等，完成破岩扩眼作业。

1.威德福Rip Tide扩眼工具威德福扩眼器分为上、下两短节。

上短节为控制部分，下短节为扩眼器部分，上部分可通过两种方式控制动作，即投球和RFID，RFID通过无线电讯号控制扩眼器开闭时，泵送一个小型的射频发射器到扩眼器，使扩眼器控制部分接收到“开”或者“闭”的指令。

22315(底)工作面扩切眼安全技术措施扩切眼是指采煤机在煤层中切割操作时，为了增强通风效果和煤层采掘效率，开凿出的垂直于工作面的钻眼。

在煤矿生产过程中，扩切眼是非常重要的作业环节，但同时也存在较高的安全风险，因此必须采取有效的安全技术措施进行管理和操作。

以下是针对22315底工作面扩切眼的安全技术措施建议：1. 确定扩切眼位置和数量在进行扩切眼作业前，必须确定扩切眼的位置和数量。

煤层特征必须充分评估，必须确保扩切眼的开挖位置不会影响到其他安全设施和设备的运行。

同时，在开挖扩切眼时，必须控制好开孔数量，以保证通风和煤层采掘效率的同时不影响安全。

2. 安全开挖技术扩切眼的开挖需要使用钻孔机和炸药等工具和设备。

在安全施工方面要注意，首先要选择优质的炸药品种；其次，严格执行安全操作规程和工作程序，对于粉尘、电机和其他可能产生的爆炸因素进行相应的防范和管控。

3. 坚实支撑扩切眼的开挖过程中，必须对施工现场进行评估，评估后必须有坚实支撑保障，以提高运行效率和施工安全，避免矿晃和垮方等危险事件的发生。

4. 安全通风扩切眼开挖后，必须加强通风，保证扩切眼截面处的氧气浓度在15%以上，二氧化碳浓度不超过0.5%。

在进行扩切眼的使用过程中，必须及时排除瓦斯和其他有害气体，同时对于火外震环和其他矿区安全设施应及时调整。

5. 人员培训和应急演练扩切眼作业将涉及到炸药和岩石等物质，在施工过程中需要加强对场地风险的管理，同时对现场工作人员进行安全培训和应急演练以提高施工的安全水平；针对可能出现的危险情况，必须注意及时排除隐患，防患于未然并保证人身安全。

底工作面扩切眼作为采煤机的一个重要煤层领域，必须根据煤层特点和设备规格，选择合适的施工方式，加强施工过程的药品管理和防范，加强对施工现场的管控，对水和电的运用要细心谨慎，避免工作转化为因错误和冲动操作带来的事故。

大北201井5 7/8″井段UR600扩眼工具现场施工方案新疆帝陛艾斯钻头工具有限公司刘松伟一、大北201井基本情况井号：大北201井承钻井队：华北70157 队二、大北201井工具准备情况工具名称：UR600工具到井数量：2 套配件：足够数量的配件三、UR600型扩眼工具的扩眼井段1、扩眼井段：根据甲方的要求，在规定井段进行5 7/8”井眼扩至7 1/2”的扩眼施工，扩眼井段长 m四、 UR600扩眼工具简介XJDBS UR600型扩眼器是一种液力作用的伸展刀臂的扩眼器，刀臂在液力的作用下伸出来扩大井眼尺寸，停泵时有一个复位弹簧将刀臂收回来。

UR600型扩眼器有两只刀翼，根据具体要求更换不同长度的刀翼后，可将井眼从158mm扩大到406.6mm。

扩眼器心轴(drive rod) 上有两个水眼位于刀翼正下方处，保证刀翼的有效冷却和清洁，在心轴的上端和下端分别装有一个喷嘴，调节上喷嘴尺寸的大小可以调节压缩复位弹簧的推力，调节下喷嘴尺寸的大小可以调节从刀翼处和从钻头处液体流出的比例，确保刀翼和钻头都获得充分的冷却和润滑。

根据地层的软硬的不同，可以选用不同的切削齿。

UR600扩眼器的上下连接扣型为3 1/2” IF。

五、UR扩眼工具主要参数：六、推荐钻具组合要求（以井上钻具组合为主）5 7/8＂钻头+UR600扩眼工具+4 3/4＂钻铤X17根+随钻震击器+4 3/4＂钻铤X2根+3 1/2＂加重钻杆X15根+钻杆七、水力参数计算结八、推荐钻井参数九、UR600扩眼工具操作程序及要求1井场设备验证要求井场设备参数读数准确（钻机和录井），尤其要求扭矩读数真实准确。

2水力参数设计及地面验证根据扩眼现场的实际井深、岩层、扩眼的尺寸等进行相应的水力参数设计。

确定相应的钻具组合。

地面验证：用专用工具在地面试UR600扩眼工具，验证刀翼收放是否正常；3．下钻3.1接UR600工具，按设计要求下入管串结构：6 5/8＂钻头+UR600扩眼工具+4 3/4＂钻铤X20根+4 3/4＂JAR+4 3/4＂钻铤X3根+3 1/2＂加重钻杆X15根+3 1/2＂钻杆X99根+5＂钻杆；3.2 下钻时要求平稳操作，为防止扩眼工具刀翼伸出损伤套管和扩眼刀翼上的PDC齿，在套管内下钻过程中不许开泵循环。

机械偏心式随钻扩眼器在渤海油田某调整井施工中的应用摘要：规则、平滑的井眼状态以及较大的套管与裸眼尺寸间隙，对整个钻井工程中的起下钻、下套管、固井作业均有较好的意义。

随着渤海油田调整井的深入进行，大斜度井、大位移井等数量剧增，这给钻井作业带来井下安全的考验。

基于上述情况，渤海油田尝试采用扩眼技术，尤其近年引入机械偏心式随钻扩眼器，该工具对清除岩屑床、消除局部狗腿严重度、砂泥岩交接台阶等有较好的效果，同时将原井眼整体扩眼，有利于起下钻、电测以及下套管作业的顺利进行。

本文通过对机械偏心式随钻扩眼器结构、原理的介绍，以渤海油田某区域为例，进行应用分析，对比得出实际效果。

关键词：扩眼器;随钻偏心式机械装置;渤海油田0前言渤海油田从最浅的开发层位明化镇下段到最深的沙河街组乃至太古界潜山，均有普遍的共性难点问题，即井型难度高、井眼轨迹复杂，以及地层不均质性的存在，这些因素与钻井工程的现有技术局限性叠合后，使得井F情况更加复杂。

如何保证井况安全、如何有效做到起下钻、电测顺利、套管下入顺利、固井作业安全顺利是渤海钻井工程的关键问题，也是整个行业钻井技术的核心问题。

国内外各大油田均有尝试，扩眼技术便是解决相关问题的技术之一。

为此渤海油田尝试应用了机械偏心式随钻扩眼器。

1渤海油田的共性难点分析1.1井型复杂、定向井轨迹难度高统计数据显示，渤海油田近年来年钻井量中，50％以上为水平井或者大斜度井。

同时由于海上丛式井作业特点，几乎90％以上的定向井为三维井，在浅层需要防碰扭方位、在深层则更多的是中靶扭方位，井眼轨迹可谓复杂至极。

工程方面，渤海油田在上部井段一般使用螺杆马达钻具定向钻进，地层的局部不均质导致造斜率的不稳定，因而局部狗腿严重度也难以控制，定向钻具所带扶正器的消除效果有一定的局限性质，较高的局部狗腿严重度对起下钻、下套管均有一定的风险。

1.2携砂和井眼清洁问题轨迹的复杂也导致了钻井过程中携砂或者井眼清洁的难度，岩屑床的存在对大斜度井或者大斜度井段的井况安全有严重的影响。