井下扩眼技术及工具
64胜利钻井院随钻扩眼工具及技术
————————*国家十五攻关课题"复杂油藏配套钻井技术及关键装备研究"子专题"钻井扩眼技术研究与应用"部分成果.1 随钻扩眼工具及技术*马清明（胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017） 摘要：基于随钻扩眼技术优势的分析，研究了机械式、液压式和偏心式随钻扩眼工具执行结构和扩眼总成的结构原理，并介绍了国内所开展的相关研究。
指出加强现有工具的适应性和匹配性研究，发掘各类工具的优势，优化执行机构、扩眼总成和水力结构、重视底部钻具组合力学特性的分析是今后发展和完善随钻扩眼工具及技术需要解决的几个关键问题。
关键词：随钻扩眼；随钻扩眼工具；结构原理；设计优化；现场试验 第一作者简介：马清明(1966～)，男，高级工程师，胜利石油管理局钻井工艺研究院副总工程师，石油工具研究所所长，1990年获石油大学（华东）说是学位，现为石油大学(华东)博士研究生，主要从事石油工具的研究和开发工作。
联系方式：zjymq m@ ，0546-8778223。
1前言随着对油气成藏机制认识的深化和油气田开发的深入，钻井遇到的问题越来越复杂，这些复杂问题的解决也越来越依赖于工具的发展和手段的完善，随钻扩眼技术正是基于这种背景提出和发展的。
所谓随钻扩眼技术就是采用随钻扩眼工具和常规钻头程序，在全面钻进的同时扩大井眼一种钻井技术。
实践表明，随钻扩眼技术在处理井下复杂情况、降低钻井综合成本、提高建井质量和安全性等方面具有显著的优势，随钻扩眼工具也正逐渐成为一种重要的石油钻井配套工具。
国内随钻扩眼工具及技术的研究刚刚起步，重视该项技术，就随钻扩眼工具这个关键环节开展针对性研究，对于提升我国钻井工程的实力具有重要的实际意义。
2技术优势分析扩眼技术实际应用的情况，其所表现的优势主要有以下几个方面一、降低钻井综合成本[1]在深井钻井作业中，为维持表层套管和防喷器足够的额定压力，又能使生产套管直径有多种改变，要求采用小间隙套管程序，研究表明，对于井深为4878m 的井, 采用小间隙套管程序比用普通套管程序节约钻井成本27 %。
井下随钻扩眼技术及工具研究
井下随钻扩眼技术及工具研究引言井下扩眼钻井技术，是采用专门的扩眼工具和常规钻头程序，获得比常规井眼尺寸更大井眼的一种钻井技术。
分钻后扩眼和井下随钻扩眼两种方式，钻后扩眼是在钻完井眼后，再下入扩眼工具扩大已钻井眼，而井下随钻扩眼是下入随钻扩眼工具边钻边扩，在全面钻进的同时形成扩大井眼，此项技术被称为继随钻测量和随钻测井之后的又一重大技术突破。
近几年，钻井扩眼技术随着复杂工艺井及深井的增多，在国外的钻井领域得到了进一步的发展，各种类型的井下扩眼工具相继研制成功。
特别是随钻扩眼工具也逐渐成为国内外钻井研究领域的新亮点。
一随钻扩眼技术的工程意义1．可采用小间隙套管程序，降低钻井综合成本钻井扩眼可以减小套管柱之间的间隙，有效降低钻井综合成本，这在国外的许多钻井实践中已得到证实。
在深井钻井作业中，为维持表层套管和防喷器足够的额定压力，使生产套管直径有较大改变，需要使用小间隙套管程序（RCCPs即Reduced Clearance Casing Programs）。
实现RCCPs所采用的井下工具主要包括随钻扩眼工具和可膨胀稳定器。
随钻扩眼工具用于在钻完套管内的水泥塞之后，继续向下钻进，以获得所需要的大尺寸井眼，可膨胀稳定器则用于稳定大尺寸井眼中的底部钻具组合。
据国外资料报道，对于井深为4878m 的井，采用RCCPs比用普通套管程序节约钻井成本27%。
2．增加套管环空间隙，提高固井质量，并为后续作业创造有利条件通过井下扩眼技术，在增大环空间隙，提高了固井质量的同时，也可为后续的完井和采油等作业提供有利条件，如可给砾石填充完井提供更大空间等。
3．解决盐膏层、易缩井径地层所带来的勘探和钻井问题由于盐膏层蠕变和挤压可造成缩径和卡钻，引发严重的钻井事故，而且盐膏层蠕变和挤压也可造成下套管困难，固井质量差，容易挤毁套管，给后期的采油作业带来麻烦。
采用井下扩眼技术，扩大盐膏层井段的井眼，以抵消盐膏层蠕变所造成的位移，并增大水泥环厚度，提高固井质量和保护套管，解决了卡钻、缩径等技术难题，避免了钻井事故和后期完井难题。
深井综采工作面切眼刷扩技术
深井综采工作面切眼刷扩技术摘要：口孜东矿煤层埋藏深，地压大，该矿111307工作面切眼刷扩后断面大，顶板控制困难，通过合理的支护设计和严格的安全技术措施，保证了施工的安全和刷扩后的切眼的支护强度，为工作面安全顺利的安装设备打下了坚实基础。
关键词：深井；切眼；刷扩；锚网索（作者简介：王军（1985—），男，安徽颍上人，采矿工程师，2009年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，现任口孜东矿生产办副主任。
）1概况口孜东矿第一水平标高-967m，自然地面标高为+23.52～+27.58m，该矿111307工作面切眼原支护为锚网索支护，上口标高-677m，下口标高-779m，宽5m,高4.8m,刷扩后宽9.5m，即在切眼西帮刷宽4.7m，原切眼巷道中心线到刷扩后西帮距离为7m,切眼长363.6m（斜距）。
2支护设计（1）采用工程类比法，根据111307工作面机巷、风巷地质情况、支护形式及矿压观测等资料，巷道采用锚网索+M钢带联合支护方式，锚杆规格为Φ22×2500mm，锚索采用Φ21.8mm钢绞线，锚固剂为MSZ2850型。
支护断面图见图1，锚网索支护参数见表1。
图1 111307工作面切眼刷扩断面图表1 锚网索支护参数表项目直径（mm）长度（m）间排距（mm×mm）间排距允许偏差锚杆222.5800×800±100mm锚219.1000×1600±100m（2）正常情况下采用戴帽点柱作为临时支护形式；当巷道围岩破碎采用超前锚杆作为超前支护，戴帽点柱配合护顶锚杆作临时支护。
戴帽点柱临时支护材料见表2。
表2 戴帽点柱临时支护材料表3支护质量与要求（1）刷扩后帮部到原巷道中线7000mm，允许偏差0～+100mm，施工控制尺寸7000～7100mm。
（2）断面净高4800mm，无腰线全高允许偏差为-50～+200mm，施工控制尺寸4750～5000mm。
浅谈随钻扩眼工具使用现状
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。
长井段扩眼技术应用
长井段扩眼技术应用摘要：扩眼技术是一项非常规钻井技术，在现场扩眼作业中我们主要应用了两种扩眼技术，即使用牙轮钻头扩眼和使用扩眼器进行扩眼。
针对这两项扩眼技术，本文主要通过我胜利黄河钻井四公司施工的两口高难度井梁903井和高944井的扩眼施工情况，提出扩眼工具的优选方案，对扩眼施工中的难点，制定出合理的工程技术措施、并结合实际施工情况，说明了该技术方案的可靠性和实用性，为今后扩眼施工起到借鉴作用。
关键词：扩眼技术扩眼器一、概述随之深井和超深井的施工逐渐增多，钻井的施工难度也越来越大。
特别是施工过程中，在钻遇高压层、盐膏层、漏层等复杂地层时，往往需要下入套管封固，增加套管层次。
依据实际钻井井眼尺寸补下套管，往往造成完井井眼尺寸过小，给后期施工带来困难。
并且存在套管环空间隙小，固井质量无法得到保证等弊端。
应用扩眼技术对井眼经行有效扩大，是我们解决上述问题常用的方法。
目前，现场扩眼作业中常用的扩眼技术主要有两种，一种是使用牙轮钻头将井眼扩大，另一种是使用新型的扩眼器进行扩眼。
这两种扩眼技术在我公司施工的梁903井和高944井中分别得到了运用，并取得了良好的效果。
二、扩眼技术在现场施工中的应用2.1梁903井长井段扩眼技术应用梁903井钻进到井深1741米时，发生井漏，后被确定为沙四段顶部灰岩裂缝性漏失。
井漏后经多次堵漏都不成功，钻至1750米，漏失严重，下钻过程中发生卡钻（后解卡），本井采用原井身结构已经无法安全钻进下去，于是甲方决定下技术套管至漏层顶部后三开钻进处理井漏事故，保证井下钻进施工安全。
而这就需要把二开井眼从原来的?215.9mm扩眼到?311.2mm，方便下?244.5mm的技术套管。
根据梁903井井眼的实际情况决定分两个主要步骤来完成本井的扩眼任务：（1）先用?215.9mm牙轮钻头划眼到1715米起钻换钻头。
（2）再用?311.2mm牙轮钻头扩眼到1715米，下?244.5mm的技术套管后固井。
可实施随钻管下扩孔的近钻头扩孔器
可实施随钻管下扩孔的近钻头扩孔器Ξ卢玉东赵 炜(中原石油勘探局宏大化工总厂)(中原油田分公司信息中心)摘要 为了满足开采难度较大油气田开发的技术要求 ,大位移延伸井 、深水油气井和高压油气 井日趋增多 ,这类油气井在钻井作业中存在着许多问题 ,需要采取安全且高效的管下扩孔措施来解 决 。
美国 Security DBS 公司研制推出的新型近钻头扩孔器 (NBR ) 可随钻扩孔 ,减少起下钻次数和更 换井底组合钻具的频率 ,可以取代常规管下扩眼工具 ,是目前仅有的一种可与导向钻井系统配套使 用的钻大尺寸井眼的工具 。
介绍了这种近钻头扩孔器的作业原理 、结构特点 、应用范围及现场应用 情况 。
关键词 近钻头扩孔器 原理 特点 应用短作业时间之外 ,还可以明显地节省因处理井眼问 题而发生的费用 。
引 言作业原理与工具特点大位移延伸钻井作业的复杂性 、深水钻井作业 环境和高压油气井的钻井作业等都使安全高效的管 下扩孔作业面临日益加剧的技术难题 。
在类似的这 些钻井作业中 ,扩大井眼直径使其超过钻头尺寸可 以解决许多高耗资的钻井作业问题 ,例如盐层或页 岩的运移 、钻屑沉积物的形成和过量滤饼的形成 。
然而采用特殊设计的井底组合钻具 (BH A ) 实施常规 的扩孔工艺措施 ,往往要求多次起下钻柱 ,施工作业 耗时较长 。
由美国 Security DBS 公司研制推出的近 钻头扩孔器 (NBR ) ,由于可随钻扩孔 ,减少起下钻次 数和更换井底组合钻具的频率 ,故可以替代常规管 下扩眼工具 。
NBR 也是目前仅有的一种可与导向 钻井系统配套使用的完钻大尺寸井眼的工具 。
自 1999 年 中 期 以 来 , 这 种 工 具 投 入 了 工 业 应 用 ,用于完钻井径 121 ～ 432mm 之间的 7 种井眼井 段 ,可将井眼直径扩大 20 % 。
由于可以替代双喷嘴 钻头 ,NBR 可安装在 BH A 的任何位置 ,对钻具的可 控制性影响极小 ,并且在扩孔的同时不必中断钻井 作业 。
千米深井综采工作面切眼刷扩支护技术
千米深井综采工作面切眼刷扩支护技术随着煤炭产量的不断增加和矿井深度的加深，煤炭采掘工作面的安全问题日益突出。
在千米深井煤炭开采中，工作面切眼刷扩支护技术能够有效地改善工作面的安全状况，保证采掘作业的正常进行。
一、工作面切眼技术工作面切眼技术是指在煤炭工作面上开凿一定间隔的煤柱来保持工作面稳定，防止坍塌事故的发生。
在千米深井综采工作面中，由于地压和煤质的特殊性，切眼的难度和风险很大。
因此，需要采用合理的方法和技术来保证切眼的安全和有效性。
其中，影响切眼质量和效果的主要因素包括切眼距离、切眼形状、切眼宽度、切眼深度等。
二、刷眼技术刷眼技术是指在工作面上用专门的机械设备开挖长条形、半圆形或长方形等几何形状的通道，以便于煤炭顺利运输和运输车辆的通行。
在千米深井综采工作面中，刷眼技术既是必需的，也是必须的。
在开展刷眼工作时，需要注意以下几个方面：1. 刷眼距离：一般来说，刷眼的距离应该要适当，通常为200-300米。
如果刷眼距离太长，会增加通行时间和工作量；而刷眼距离太短，则会影响到煤炭的正常运输。
2. 刷眼形状：刷眼的形状应该根据实际情况来确定，通常可以选用长条形、半圆形或长方形等几何形状。
在选择刷眼形状时，需要考虑煤层的稳定性、挤压性、开挖量等因素。
三、扩支技术扩支技术是指在工作面上用支架和钢杆等支撑设备对煤层进行支撑，以保证工作面的稳定和安全。
在千米深井综采工作面中，扩支技术的实施非常重要。
在使用扩支技术时，需要注意以下几个方面：1. 扩支设计：在设计扩支方案时，需要根据实际情况来确定支架的类型、长短、数量、压力等参数。
设计方案应该经过严密的计算和测试，确保扩支能够有效地支撑煤层。
2. 扩支安装：在安装扩支设备时，需要确保各个部件的安装正确、牢固。
同时，还需要注意设备的防护和维护，以延长使用寿命和提高安全系数。
3. 扩支维护：在采掘过程中，需要对扩支设备进行定期检查和维护，发现问题及时处理，以保证扩支的安全和稳定。
试论矿井下二3—15040扩切眼安全技术措施
试论平禹煤电公司一矿井下二3—15040扩切眼安全技术措施概要：井下爆破工作必须由专职爆破工担任，并持证上岗，严格按“操作规程”进行操作。
刮板输送机运行前，必须发出警号，严禁人员乘坐刮板输送机，更不允许在刮板输送机上运送物料、设备。
机头、机尾必须打上牢固可靠的压机柱或用地锚固定。
井下爆破工作施工前，全体施工人员必须对本措施进行贯彻学习。
一、施工准备1、施工前，必须备齐所用物料（高强让压锚杆、玻璃钢锚杆、W钢带、钢网、高强让压锚索、锚杆钻机、气腿凿岩机、风锚头、锚索盘、锚杆盘、力矩扳手等）。
2、施工前，用旧皮带或木板对开口处风水管路、机电设备等进行可靠性掩护。
3、施工前，清净作业地点周围杂物，保证退路畅通。
二、支护工艺1、施工方法：（1）扩切眼时采用气动手持式钻机或YT-28气腿式凿岩机打眼，煤矿三级乳化炸药配合1-5段毫秒延期电雷管爆破落煤，人工装煤经刮板输送机运输至二3-15040风巷650胶带输送机、620刮板输送机直接上五采区皮带下山胶带输送机经明斜井运出。
（2）扩切眼施工前必须在切眼内煤壁侧补打托棚进行超前支护。
（3）扩切眼施工时，采用自上而下靠巷道煤墙帮与原切眼顶板W钢带对接施工。
（4）扩切眼施工期间必须随工程进度在新切眼与原切眼采煤帮交岔处打设“#”字木垛，木垛规格为：长1.2m、宽1m，净间距3m（允许误差±200），允许误差顶部必须用木楔背紧。
木垛距工作面迎头不大于8m，木垛距扩切眼采煤帮1.1m，距原切眼老塘侧贴帮柱2.2m。
2、支护工序及要求（1）临时支护工序及要求工作面迎頭掘出空间后，开始铺联网，然后用两根2.8m单体柱将顶锚网托起至顶板，起到超前临时支护作用，单体柱间距600mm，距两帮各600mm。
（2）永久支护工序及要求对顶板进行临时支护后，验收员负责看线，并挂线量取巷道宽度，施工人员刷帮至设计宽度后，验收员按线量取并号定顶锚杆眼位；锚杆施工完后，同时将下一排的顶帮锚网按搭接要求提前上好并压在搭接段下，使用工具对顶帮锚杆进行紧固；工作面锚网支护完毕后进入下一个循环。
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SK系列双心PDC随钻扩眼器 SK系列双心PDC随钻扩眼器 系列双心PDC
为平衡扩眼刀翼的侧向力， 为平衡扩眼刀翼的侧向力，设计了光滑保径的 领眼稳定垫块 无活动部件，寿命长，井下风险小， 无活动部件，寿命长，井下风险小，适合长井 段和定向井段扩眼 采用高强度钢整体加工， 采用高强度钢整体加工，强度高 已完成两种规格的设计
原井径（mm） 原井径（ ） 167.40 164.10 164.10 159.25
1 2 3 4
以上数据均取自井径测井曲线
扩眼井径扩眼井径-原井径关系图
扩眼井径-原井径(沙-76井) 195 扩眼井径(mm) 190 185 180 175 170 150 160 170 180 原井径(mm)
30小时进尺162m，平均机械钻速5.4m/h。 30小时进尺 小时进尺162m，平均机械钻速5.4m/h。 以上数据均取自井径测井曲线
侧钻井采用扩眼技术，可增大完井管柱和提高固井质量 侧钻井采用扩眼技术，
目前， 目前，51/2”套管侧钻井 套管侧钻井 由于主套管尺寸的影响， 由于主套管尺寸的影响，为 了保证固井质量。 了保证固井质量。
可采用小间隙套管程序(RCCPs)，降低钻井成本 可采用小间隙套管程序(RCCPs)， (RCCPs)
钻井扩眼可以实现减小套管柱之间的间隙， 钻井扩眼可以实现减小套管柱之间的间隙，能够有效降低钻 井成本，这在国外的许多钻井实践中已得到证实。在海上深 井成本，这在国外的许多钻井实践中已得到证实。 井钻井作业中，为维持表层套管和防喷器足够的额定压力， 井钻井作业中，为维持表层套管和防喷器足够的额定压力， 使生产套管直径有较大改变，需要使用小间隙套管程序， 使生产套管直径有较大改变，需要使用小间隙套管程序，国 外称RCCPs即Reduced Clearance Casing Programs。 即 外称 。 实现RSSPs所采用的井下工具主要包括随钻扩眼器和可膨胀 实现 所采用的井下工具主要包括随钻扩眼器和可膨胀 稳定器。 稳定器。 据国外资料报道，对于井深为4878m的井，采用RCCPs 4878m的井 RCCPs比用普 据国外资料报道，对于井深为4878m的井，采用RCCPs比用普 通套管程序节约钻井成本27% 27%。 通套管程序节约钻井成本27%。
结构设计特点
采用了水力活塞式结构， 采用了水力活塞式结构，利用喷嘴产生的压降推动 活塞外张扩眼刀翼 扩眼刀翼仍然为三角形结构设计， 扩眼刀翼仍然为三角形结构设计，有利于初始的造 台阶作业；采用PDC复合片作为切削刃， PDC复合片作为切削刃 台阶作业；采用PDC复合片作为切削刃，各扩眼刀翼 增设了保径齿， 增设了保径齿，保证扩眼刀翼外张时不受严重磨损 并重新设计了钻井液流道和壳体保径， 并重新设计了钻井液流道和壳体保径，内部钻井液 冲管使得钻井液全部从钻头处循环， 冲管使得钻井液全部从钻头处循环，不致发生中间 泄露； 泄露；也可增设旁通水眼清洗扩眼刀翼 重新利用了泵压显示装置， 重新利用了泵压显示装置，可增加初始造台阶时的 外张力， 外张力，并有利于地面操作人员判断和操作 下部设计有钻杆丝扣，可以灵活选用领眼钻头， 下部设计有钻杆丝扣，可以灵活选用领眼钻头，具 有套管下随钻扩眼的设计功能
六方套驱动， 六方套驱动，浮动剪断销钉套设计 不必单独钻水泥塞和套管鞋 同心性和居中性良好，工作平稳,井斜控制性能好 同心性和居中性良好，工作平稳 井斜控制性能好 楔形的刀翼/驱动轴配合，燕尾槽固定 楔形的刀翼 驱动轴配合， 驱动轴配合 已完成两种规格设计
现场应用
在海洋钻井公司9号平台埕北古5井施工中， 在海洋钻井公司9号平台埕北古5井施工中，专 门设计的该类型工具7“套管下扩眼直径达到 门设计的该类型工具7 套管下扩眼直径达到 Ø220mm，并连续随钻扩眼钻进水泥塞100 ，并连续随钻扩眼钻进水泥塞 余m，开创国内此类施工的先例。 ，开创国内此类施工的先例。
1.75 1.30 0.03 0.80 1.20 7.00
0.73 0.40 0.10 0.20 0.10 1.00 2.53
可增加套管层次，减小导管尺寸，增加生产套管尺寸 可增加套管层次，减小导管尺寸，
可解决盐膏层蠕变和挤压所带来的勘探和钻井问题
众所周知，盐膏层蠕变和挤压可造成缩径和卡钻， 众所周知，盐膏层蠕变和挤压可造成缩径和卡钻，引发严重的 钻井事故。 钻井事故。 盐膏层蠕变和挤压可造成下套管困难，固井质量差，容易挤毁 盐膏层蠕变和挤压可造成下套管困难，固井质量差， 套管。 套管。 常规的方法（ 常规的方法（1）早开泵、晚摘泵、勤划眼、严格控制钻速； 早开泵、晚摘泵、勤划眼、严格控制钻速； 增加钻井液密度，通过压差来防止盐膏层蠕变 盐膏层蠕变。 （2）增加钻井液密度，通过压差来防止盐膏层蠕变。但都没有从 根本上解决此类问题。 根本上解决此类问题。 采用井下扩眼技术，扩大盐膏层井段的井眼， 采用井下扩眼技术，扩大盐膏层井段的井眼，来抵消盐膏层蠕 变所造成的位移，从而增大了水泥环厚度， 变所造成的位移，从而增大了水泥环厚度，提高了固井质量和保 护了套管。 护了套管。
塔河上亿吨油田的勘探开发规模在不断扩大和深入，其主力油 塔河上亿吨油田的勘探开发规模在不断扩大和深入， 层是古生界奥陶系碳酸岩地层，油层埋深5400m以上 属超深井， 以上， 层是古生界奥陶系碳酸岩地层，油层埋深5400m以上，属超深井， 完井方式采用Ø149.2mm裸眼完井或 裸眼完井或Ø127.0mm套管射孔完井 套管射孔完井， 完井方式采用Ø149.2mm裸眼完井或Ø127.0mm套管射孔完井， 为了满足分层测试和采油、修井的要求，必须下入Ø127.0mm 为了满足分层测试和采油、修井的要求，必须下入Ø127.0mm 套管封固油气层，然后分层射孔和测试。但Ø149.2mm井眼和 套管封固油气层，然后分层射孔和测试。 Ø149.2mm井眼和 Ø127.0mm套管间隙小 往往满足不了分层测试的要求， Ø127.0mm套管间隙小，往往满足不了分层测试的要求，固井 套管间隙小， 质量差，甚至造成油井报废。 质量差，甚至造成油井报废。 需要下套管的情况下，采用钻井院研制的水力扩张式PDC扩眼 需要下套管的情况下，采用钻井院研制的水力扩张式PDC扩眼 器井下单独扩眼，取得了明显的应用效果，已累计使用工具24套 器井下单独扩眼，取得了明显的应用效果，已累计使用工具24套、 工具配件30多套。 工具配件30多套。 多套
效益分析： 效益分析： 井比沙47井相对节约资金 沙76井比沙 井相对节约资金 万元 井比沙 井相对节约资金40万元 井比沙67井相对节约资金 沙76井比沙 井相对节约资金 万元 井比沙 井相对节约资金70万元
（以上数据均由甲方提供） 以上数据均由甲方提供）
沙-76井四开井段扩眼尺寸 76井四开井段扩眼尺寸
施工步骤示意图
井具体应用情况（ 沙84井具体应用情况（9001队） 井具体应用情况 队
采用钻井院研制的KKQ245型水力扩张式 采用钻井院研制的KKQ245型水力扩张式PDC扩眼器井下单 型水力扩张式PDC扩眼器井下单 独扩眼。 独扩眼。 井段（m） 井段（ 5200~5232 5445~5470 5490~5528 5545~5575 原井眼 8 1/ 2“ 81 / 2 “ 81 / 2 “ 81 / 2 “ 缩后井径 7“-8” 7“6“ 7“-8” 7“6“ 扩眼后井径 >81/2“ 8 1/ 2“ >81/2“ 7“-81/2“ 7“一个单峰为6“ 一个单峰为6“ 一个单峰为6“ 一个单峰为6“ 备注
扩眼后井径 (mm) 190.50 184.15 177.80 171.45 171.45 井径扩大 (mm) 12.70 12.70 12.70 12.70 15.88
序号
井段（m） 井段（ ） 5488-5525 5525-5550 5550-5595 5595-5720 5720-5748
原井径（mm） 原井径（ ） 177.80 171.45 165.10 158.75 155.58
机械钻速对比图
机械钻速对比图 1#井双心钻头随钻扩眼
3 2.5
机械钻速（m/h） ）
2. 77 2 .44 2
2#井双心钻头随钻扩眼 3#井双心钻头随钻扩眼 4#井双心钻头单独扩眼
2 1.5 1 0.5 0 1
0 .77 0 .26 0 .86
1 .35
T601牙轮钻头机械钻速
0 .44
沙-76井牙轮钻头机械 钻速 T601井PDC扩眼器机械 钻速 沙-76井PDC扩眼器机械 钻速
井次
二、钻井工艺研究院PDC扩眼器
水力扩张式PDC扩眼器 双心PDC随钻扩眼器 机械式PDC随钻扩眼器
全部采用PDC切削元件 全部采用PDC切削元件
KKQ系列水力扩张式PDC扩眼器 KKQ系列水力扩张式PDC扩眼器 系列水力扩张式PDC
胜利油田钻井院工具所根据新疆塔河 油田深井扩眼的技术要求，设计了KKQ 油田深井扩眼的技术要求，设计了KKQ 系列水力扩张式PDC PDC扩眼器 型系列水力扩张式PDC扩眼器 ：
型号 SK-178 SK-245
领眼直径 Ø120.65 Ø152.4
通过井径 Ø152 Ø216
扩眼井径 Ø178 Ø245
总长 576mm 750mm
上部扣型 NC38 NC50
下部扣型 27/8REG 31/2REG
JK系列机械扩张式PDC扩眼器 JK系列机械扩张式PDC扩眼器 系列机械扩张式PDC
一、钻井研究院系列PDC扩眼器可解决的钻井技术难题 胜利油田钻井院所研制开发的系列PDC 扩眼器 可为用户解决一系列钻井技术难题，并可根据 用户的要求一起设计预案、开发工具； KKQ型PDC 扩眼器已成功应用塔河油田深井、 超深井扩眼作用，截止到目前为止，已销售工 具50多套，经济和社会效益显著。
工具外径 （mm) Ø114 Ø142 Ø210 Ø290 扩孔直径 （mm） Ø140 Ø178 Ø245 Ø352 通过井径 （mm） Ø118 Ø152 Ø216 Ø311 排量 （l/s） 8~11 12~15 20~30 30~40 刀翼 数目 4 6 6 6 上部扣 型 NC31 NC38 NC50 6 5/8REG 下部 扣型 2 7/8REG 3 1/2REG 4 1/2REG 6 5/8REG