为了解决当前常规随钻扩眼器在实际应用中的问题,设计了一种基于射频识别控制技术的随钻扩眼器,实现了控制命令的井下无线传输和接收,并通过液压执行机构控制扩眼刀翼动作,实现井下扩眼操作。工具设计过程中,在射频识别天线外部安装铁氧体屏蔽环,解决了井下金属涡流对天线磁场强度的削弱问题,保证了井下射频识别通讯系统对控制命令的可靠接收;通过理论计算和仿真分析确定了液压执行系统最大承压能力,为电磁阀优选和液压回路承压设计提供了理论依据,保证扩眼刀翼的可靠锁止。设计的RFID随钻扩眼器成功进行了4口井的现场扩眼作业,验证了工具的工作可靠性和稳定性。

库车山前区块地跨克拉苏构造带,属于塔里木油田重点区块。在该区块钻井作业中,四开古近系库姆格列木群发育盐膏层,需要通过扩眼作业来解决井眼缩径问题。针对博孜某井盐膏层岩性组成复杂、风险系数高等问题,选取特定结构液压扩眼器进行不同方式的扩眼作业和评估。通过优化和改进后结果表明,针对盐膏层井况扩眼作业有良好的应用性,保障了后期固井作业质量,是该区块盐膏层的扩眼应用的成功案例。

B-9井是部署在渤海湾生态保护区的一口预探井,需满足零排放要求,按常规尺寸井眼钻井,将带来大量的废弃钻井液,转运陆地及处理都需花费较高的费用,因此必须尽量缩小井眼尺寸,同时还需考虑测试时可获得足够的泄油面积,因此瘦身井+随钻扩眼组合方式,成为可实施的新方案。本井在14-5/8″和11-1/4″井眼进行了扩眼作业,扩眼后顺利完成后续下套管作业。该模式的成功实施为后期类似井提供了可借鉴的经验,同时对钻井提质、降本、增效有较大的参考价值。

鉴于目前国内外随钻扩眼器存在的问题，以及不能满足海洋钻井技术要求的状况，研制了一种安全性和可靠性较高的新型随钻液压扩眼器。该液压扩眼器通过投球、憋压实现刀翼的收放。扩眼器直径为215．9mm，扩眼后井眼直径为254mm，误差小于5％，刀翼伸出力为15．533kN．刀翼的缩回力为55．477kN。现场应用表明，使用φ215．9mm扩眼器扩眼后，井眼扩大率为20％～25％，能满足海洋石油钻探的要求。新型随钻液压扩眼器采用投球、憋压推动活塞高效运行的方法，使扩眼器刀翼伸出和收回的动作准确无误。