对于大位移井、水平井而言,由于垂深浅、位垂比大,导致管柱下入摩阻大,依靠管柱自身重量难以下放到位,往往需要旋转管柱或施加下压力以保证管柱下放到位。针对这种情况,Tercel公司推出了SwivelMASTER钻柱旋转头,它连接在钻柱或套管柱上,在管柱下放遇阻时,可以转动SwivelMASTER钻柱旋转头上部的钻柱,而不会将扭矩传递到下部的钻柱上,从而减小上部管柱的摩擦阻力,旋转头内部设计有自锁机构,在需要时可以通过憋压剪断旋转头内部的销钉,从而传递扭矩到下部管柱,不影响正常的钻进作业。
根据功能和应用条件不同,SwivelMASTER旋转头分为三种类型:一种是单次使用,入井时呈自由旋转状态,当憋压锁紧后,可以作为接头使用,但不能重复旋转或锁紧;另一种是多次使用型,在井内可以多次旋转或锁紧;第三种是加强型,结构强度高、安全可靠性更高,主要用于超深大位移井、大位垂比水平井等。通过使用SwivelMASTER旋转头,可以减轻上部管柱的屈曲现象,大大减小管柱的下入阻力,避免了管柱下放不到位或卡钻的情况发生,有利于保证井下安全。
目前SwivelMASTER旋转头已累计成功应用150井次,创造了多项新纪录。其中包括萨哈林OP-11井,它是一口滩海大位移井,完钻井深12345m,垂深1784m,水平位移11479m,位垂比达6.43,是世界上位垂比最大的大位移井,通过SwivelMASTER旋转头,保证了钻井和下套管的安全实施,全井生产时效高达99%以上,仅用60d即实现全井完钻。随着非常规油气和深海油气资源的开发,大位移井和水平井数量日益增多,SwivelMASTER旋转头具有良好的推广应用前景。