下套管技术（精选11篇）
下套管技术 篇1
对于油气并而言, 深井是指完钻井深为4500^-6000m的井, 超深井是指完钻井深为6000m以上的井。由于深井、超深井钻遇地质悄况复杂 (诸如山前构造、高陡构造、难钻地层、多压力系统及不稳定岩层等, 有些地区也存在高温、高压效应) , 建井周期长, 工程费用高, 从而极大地阻碍了勘探开发的步伐, 同时增加了勘探开发的直接成本。深井、超深井钻井技术是保证勘探和开发深部油气资源必不可少的关键技术。
1 套管钻井的概念
套管钻井技术是指在钻进过程中, 直接采用套管向井下传递机械能翻和水力能量, 并下钻具组合接在套管柱下面, 边钻进边下套管, 完钻后做裸柱用的套管留在井内做完井用。套管钻井技术将钻进和下套管合并成一个作业过程, 钻头和井下工具的起下在套管内能进行, 不再需要常规的起下钻作业。
2 套管钻井的分类和适用范围
2.1 套管钻井的分类
2.1.1 Tesco套管钻井系统
用生产套管作为钻杆同时进行钻井和下套管作业。套管把水力能量和机械能量通过钻井锁传给下部钻具, 钻井锁的作用是把钻具与套管进行机械连接和液压密封, 同时通过钢丝绳和取出装置可以将下部钻具取出, 进行更换钻头和马达。在大多数套管钻井的实践中, 要在导向钻头上使用管下扩眼器, 把钻头孔径扩大到最后的井眼直径, 以便套管通过。
2.1.2 Weafherford套管钻井系统
钻头直接接在套管上, 钻头不可更换, 要立足于1只钻头打完全部进尺。所使用的PDC钻头为特制, 胚体由易钻材料制成, 通过1个特殊装置与套管相连。套管内预先放置易钻的固并浮箍, 钻至设计井深, 利用特殊装置将下部钻头胀裂落于井底, 进行固井。下次开钻时可将钻头体方便的钻碎。Weafherford套管钻井系统应用比较广泛, 国内外巳经应用300多口井, 取得较好的效果。
2.2 套管钻井的适用范围
Tesco套管钻井系统由于可以在套管内更换钻头和井下马达, 因此, 可以钻较深的井。Weatheriwd套管钻井系统, 由于只能用1个钻头完成钻井深度, 所以, 多侧重表层和技术套管的施工。
3 套管钻井施工作业程序
(1) 接套管钻并矛并与顶驱连接。 (2) 从大门坡道吊起带钻鞋的第一根套管, 到钻台。 (3) 下放人转盘, 坐放套管卡瓦, 上安全卡瓦, 打开吊卡。 (4) 将第二根套管从滑道吊至大门坡道。 (5) 用套管扶正装置夹住套管, 用液压大钳上扣。 (6) 套管钻井矛插入套管, 必要时用套管扶正装置扶正居中;右转1/4圈使与套管密封连接。 (7) 提起管柱, 取出卡瓦, 打开卡盘前要确保套管矛与套管已经连接可靠。 (8) 摘除安全卡瓦。 (9) 缓慢下放套管。 (10) 坐放套管卡瓦, 上安全卡瓦。 (11) 下放套管矛处于悬空状态, 左转1/4圈, 提出套管矛。 (12) 重复 (4) 至 (11) 的步骤, 下人第三根套管。 (13) 缓慢下放套管通过泥线标记处。 (14) 在套管鞋距泥线之上0.5-0.7m处开泵, 转顶驱, 通过套管矛旋转套管。 (15) 开始套管钻迸。缓慢埔加钻压和转速, 推荐的参数为:钻压2-6t, 转速20-60r/min, 排量2.5-3.2m/min, (16) 打完单根, 根据需要倒划眼或打入稠塞。 (17) 坐放套管卡瓦, 上安全卡瓦, 摘掉吊卡, 停泵, 确保立压为零。 (18) 下放套管矛处于悬空状态, 左转1I4圈, 提出套管矛。 (19) 重复以上步骤, 直至最后1根套管钻达预计的套管鞋深度。 (20) 开泵循环, 清洗并眼。 (21) 幻甩掉套管钻井矛。 (22) 接套管头钻具。 (23) 接加长的套管钻井矛。 (24) 通过井口, 插人并密封连接加长的套管钻井矛。在加长的套管钻井矛之上是2根钻杆和短套管, 1个泵人短节和Weeo 1502连接, 1个TIW阀和另一个短套管。 (25) 提起套管往, 取出卡盘和C型盘。 (26) 下放管柱和套管头通过转盘。 (27) 钻至设计并深。井口位于榨Gin隔水导管之上。 (28) 幻坐封井口套管头, 根据需要旋转管柱以保证翼阀居中。 (29) 泵人稠塞, 循环一周。 (30) 通过套管钻井矛固井。
4 超深井套管设计
4.1 超深井主要应解决6个方面技术难点
井深结构的局限性导致固井质量难以满足要求。技术套管磨损严重, 导致下部钻进困难。套管柱设计难以完善, 固井工具可靠性差。地下水质变化大, 导致水泥石的腐蚀严重。井下漏失和井涌问题等井壁稳定问题突出。穿越高压层和低压盐膏层、含硫地层。
4.2 套管设计
现在虽然有成熟的设计方法和设计标准但由于外在的计算条件难以确定, 深井套管柱设计依然是一项困难的工作。经常发生这样的情况:按照规范设计很好的管串, 在以后的生产过程中出现挤毁、破裂、变形、磨损等问题。例如:克参1井的地层压力高达124MPa, 完井选用V150、P110和NKT140梯形扣套管, 试油时套管发生破裂。
因此, 超深井的套管设计、应适当增加安全系数, 并对各种生产条件全面衡量, 经过谨慎权衡后, 确定最终的外载条件。
用于超深井固井的主要工具、附件有内管注水泥工具、分级注水泥接筛、尾管悬挂器、浮箍、浮鞋、扶正器。
扶正器对于保证顶替效果、提高固井非常重要, 它的重要作用有两个:套管居中和造成局部紊流。按以下原则:套管鞋部位下入1~2个扶正器。油气层段及上下50m内, 每根套管加1个扶正器。在大肚子井段, 每根套管加一个扶正器。其他井段酌情下入扶正器。
5 深井钻井液的要求
钻井液应具有抗高温能力, 主要是选用扰高沮的处理剂.如揭煤类的产品具有的耐稳能力。最新研制的一种稀释剂全为单体接枝褐煤和木质素磺酸盐。丙烯酸和2一丙烯酚胺-2一甲基丙烯磺酸是最常用来接枝到成本低的褐煤或木质素的主杆中的原料。接枝技术可以提高稀释剂的热稳定性和耐电解质性。
具有较强的抑制能力, 如无机盐KCI、Na Cl、Ca (OH) :都有较好的抑制能力。有机高聚物类目前以带有阳离子功能团和易形成氢键的高聚物较以前的带阴离子功能团[一COONa) 的抑制能力强。再如MMH, 聚乙二醇、甘汕以及AMPS/AAM和AMYS/AAM等商聚物都具有较好的防止粘土水化、分散和抗污染能力。
具有比较好的润滑性, 通过加人抗高温的液体润滑剂或固体润滑剂, 或加人汕类或酚类来降低摩限。
具有良好的流变性能, 选用合适的配浆土, 如海泡石或凹凸棒土或控制膨润土的含量来避免钻并液高温增稠。通过加入MMH或生物聚合物等提高携岩能力, 加入解絮凝剂控制静切力等。
对生物无伤害, 满足环保的要求。
6 固井工艺
深井、超深井的固井由于井深结构的特殊性, 上部套管尺寸较大, 往往采用内管住固井技术和双胶塞固井, 主要是最大限度避免水泥浆和钻井液以及其他流体的混浆, 保证套管鞋处水泥石的质量;中间的技术套管常采用分级固井和尾管固井技术以及低密度水泥浆固井技术, 以有效封固长裸眼井段固井完井套管多采用尾管回接固井或一次固井技术, 有时也采用分级。
7 套管保护问题
套管钻井完井后, 套管柱直接留在井内, 因此对套管保护很重要。要使用套管丝扣胶。套管依靠丝扣密封, 在套管钻井过程中, 要使用套管专用胶, 保证丝扣部位密封可靠, 联接牢固。
参考文献
[1]张发展.复杂钻井工艺技术[J].2006.
[2]高德利.复杂地质条件下深井超深井钻井技术[J].2004.
[3]周金葵.钻井工程.2007.
下套管技术 篇2
套管外流动检测技术研究
在油田开发的各个不同阶段,经常需要了解油水井中套管的损伤、腐蚀及内径变化情况,射孔质量,管柱结构;检查套管外水泥胶结质量和管外窜通位置;判断出水层位;评价压裂酸化厦封堵效果等.所有这些都需要通过测井来获得.因此,随着测井技术的.发展,人们对套管外流动检测技术进行了越来越深的研究.本文着重时几种现场常用的套管外流动检测测井方法及应用技术进行了探讨.
作 者：曲洪涛 作者单位：胜利油田现河采油厂,山东,东营,257068刊 名：胜利油田职工大学学报英文刊名：JOURNAL OF SHENGLI OILFIELD STAFF UNIVERSITY年，卷(期)：23(4)分类号：P631.8关键词：套管 流动检测 测井方法
山药套管栽培技术浅析 篇3
1品种选择
选择丰产、抗病、形状和表皮特征优良的长柱形山药品种，其块茎长度在1m以上。常用品种有：细毛长山药、嘉祥长山药、沛县长山药等。
2种植准备
2.1栽培土地要求选择土层深厚、肥沃，地下水位在1m以下的沙壤土地块栽培山药。
2.2塑料套管加工选用内径6～7cm的硬塑料管，用手锯锯成长1m的小段，并纵剖一刀(将管分为两半)，然后在塑料管的一端距端口20cm处向端口斜切，将端口切成马蹄形。再从塑料管的另一端至中间部位用手钻或电钻打孔，孔径为1cm，间距3cm，每排打6个孔，共打4排。加工成的塑料套管可以使用6～8年。
2.3挖沟理埋套管一般在4月份土壤解冻后，挖山药沟，沟宽30～40cm，深50～60cm，间距60cm。挖时要分层取土，以便回填。填平沟底，将塑料套管按30cm间距均匀摆放，使切口一端向上，再回填土层15cm厚，边踏实，边把塑料套管按60。角的斜度排成一排，上端平齐。然后再回填土层10～15cm，踏实后填入一半熟土(不要踏踩)，之后每667m2施入充分腐熟的优质有机肥4000kg，把施入的有机肥和土混匀后，再用熟土把山药沟填平。在畦的两端、塑料套管的行线上作好标记，以便播种时查找塑料套管。
3种苗制备
用山药豆制备一次种苗，然后连续3年左右使用山药段子作为种苗，按株距3cm播种，翌年秋天可收获长20～30cm的山药块茎，用整个块茎作种苗。作种用的山药段是指在收获山药时从块茎上截取上端有芽的部分，取芽向下长20cm，重量50g左右。播前进行2—3天晒晾，以便使伤口愈合，然后层积存放，存放时要注意防冻。
4适期播种
选择无病虫害，不腐烂，未受冻，重150g左右。直径在3cm以上，长度为15～20cm的山药段子。播种前15～20天，取出层积存放的山药段子，放在25℃～28℃的环境中培沙3～5cm催芽.当山药幼芽从沙中露出时即可播种。一般在4月中下旬播种。播前先用锄头沿标记行开沟，沟深8～10cm，找到塑料套管，然后浇水。水渗完后，将种苗插入管中，约露出管口3～5cm，先把湿土覆盖在种苗上，再覆盖一层干土，等水浸透干土后，用于土把种植沟覆平。
5栽后管理
5.1中耕播种后要及时中耕1～2次，出土后为防止滋生杂草，仍要进行2～3次浅中耕。中耕时，距离山药近的地方要浅，离山药远的地方要深。随着山药的长大，中耕时宜远离山药。
5.2搭架当山药茎蔓长至30cm长时，要搭“人”字架(注意要牢固)，架高1.5m左右。及时引蔓上架，摘除不作留种用的气生茎，气生茎数量过多会影响山药块茎的膨大。
5.3浇水当山药茎蔓长到1m左右时浇第1次水。此次浇水不宜过早，水量宜小，否则会延缓根系生长；7～10天后浇第2次水，水量可大些；以后浇水以保持土壤见干见湿为宜。当主蔓长到架顶，植株底部开始产生侧枝时，要保持土壤湿润。
5.4追肥一般在第2次或第3次浇水时进行第1次追肥，每667m2追施尿素10kg；在山药豆开始膨大时进行第2次追肥，每667m2追施硫酸钾复合肥30kg；在山药豆长成，有的山药豆开始脱落时进行第3次追肥，每667m2追施硫酸钾复合肥20kg。
5.5防病治虫
山药的病害主要有炭疽病、叶斑病、茎腐病和根结线虫病。防治炭疽病和叶斑病可选用70％代森锰锌600倍液、80％炭疽福美500倍液；用75％百菌清600倍液灌根防治茎腐病；防治根结线虫病时，可以使用30％克菌丹，每667m2用量为1kg,播种前混入土壤中消毒。虫害主要有菜叶蜂和沟金针虫等，防治菜叶蜂用90％敌百虫1000倍液喷雾，防治沟金针虫用辛硫磷800倍液灌根。
6适时收获
下套管技术 篇4
关键词：大口径保温井,保温套管结构设计,下套管技术
在现代化的经济发展中, 煤炭是不可缺少的资源之一。随着我国煤炭资源的需求日益增加, 对煤矿的开发程度也得以加强。现阶段, 我国已经对煤矿进行了更为深入的开发, 而问题也随之而来。主要是如何解决深部开发, 接近地心温度越高的问题。这是我们要进行煤矿深层开发必须要先解决的问题。我们可以在煤矿大口径保温井保温套管结构设计和下套管技术方面进行研究和应用, 以降低深层开发的温度, 从而更好地对煤矿进行开发。
1 对保温套管结构设计的情况进行分析
1.1 原先的保温套管结构设计情况与存在问题
在现在的矿口降温中, 通常会使用在里面填充了聚氨酯的保温套管结构设计, 其内管是厚度为500mm×100mm的无缝钢管, 而外管是426mm×10mm的双层保护套管。这种保温套管结构设计存在四个问题。第一个问题是管壁太薄。第二个问题是管内的填充物。在管内填充的聚氨酯保温材料它的抗压能力很低, 一旦遇到外来较强的压力时, 保温套管就会破裂。第三个问题是费用高。此保温套管很重, 成本很高, 但是使用价值却很低。第四个问题是套管焊接非常复杂, 进行焊接会非常麻烦, 并且会直接影响到下管的难度。
1.2 现阶段保温套管结构设计的突破
为了适应施工的要求, 现阶段经过研究和探索终于研发出一种抗压能力更强, 下管更方便和更经济实惠的保温套管结构设计。它就是钢基GFRP双层复合保温套管。这种保温套管的设计是在传统的保温套管的外层上套上GFRP管, 这样就会形成双层的保护措施, 使其更加耐用和抗压。
1.3 新型的保温套管结构设计的优点
新型的保温套管结构设计存在很多优点。第一个是它的保温和抗压能力都比传统的保温套管结构设计好。第二个是即使在它的表面发生了腐蚀的情况, 依然可以使用。第三个是GFRP管的密度比钢铁低, 所以与其他保温套管相比, 它的成本会更加优惠, 而且在进行下套工作时难度会降低。第四个是GFRP管本身就不是很容易导热, 所以在矿口中会起到很好的保温作用。第五个是下套工作比传统的要简单很多。
1.4 GFR管与钢管两者的性能之间的对比
经过研究分析, GFR管在性能方面比钢管优秀很多。例如在比强度方面, 钢管是49左右, 而GFR管则有100—168;在伸拉强度的对比中, 钢管有380左右, 而GFR管的环向有320, 轴向有160;在密度大小方面, GFR管比钢管大很多;在导热系数方面, 钢管是54, 而GFR管就非常低, 只有0.4左右;在摩阻系数方面, 钢管是0.035, 而GFR管是0.016。还有在冲击强度、弹性模量、热膨胀系数以及绝对粗糙度等方面性能对比GFR管都比钢管更具有优势。
1.5 钢基GFRP双层复合保温套管制造技术分析
钢基GFRP双层复合保温套管采用高强度的连续无碱无捻玻璃纤维粗纱浸渍环氧树脂在无缝钢管的外管壁交叉缠绕制造而成的。GFRP不仅能够在高温的情况下依然保持良好的性能, 而且还具备良好的加工与成长性能。在GFRP管时缠绕10mm厚的浸渍环氧树脂, 当其与钢管外壁紧密结合在一起时, 就会连成一个有机整体, 并且整体的抗压强度大大加强。
2 对下套管技术的情况分析
2.1 保温井的设计
在进行下套管时, 首先要对保温井的一些数据进行分析。井深大约要600m, 而一开孔径大约要1080mm, 二孔口径大约要650mm。在一孔径中放入150m的螺旋钢管, 在二孔口径中放入600m的钢基GFRP双层复合保温套管。最后在全井放进水泥进行固井。
2.2 钻井设备的准备
在进行钻井前, 要准备好型号为GZ2600的钻机JJ110/28一A型并且配有2.3米平台的钻塔。还有准备能够承载1100KN重量的钻机、钻塔、天车和大钩。
2.3 如何进行下套
在进行下套的过程中我们可以根据重量来采用不同的方式。例如, 对表层套管的下套我们可以使用直接下套方法, 因为其重量不是很重。但是当对GFRP双层复合保温套管进行下套时就要注意下套方式。因为它比表层套管重, 虽然并没有超过钻机的承受能力, 但是为了保险起见, 我们在进行下套时会采用“提吊+浮力塞”的方式。
2.4 如何进行套管的连接
在下管前要在套管的一端打出一个孔, 在下管时就用机器穿过这个孔把套管吊起来。在套管对接时, 为了保证两条套管对接无线缝, 用接扶正器进行对接。此外还要进行套管接头的焊接, 这也是非常重要的工作。当套管接头的焊接完成时, 还要在它的周围加上加强筋板来进行巩固。当完成以上的套管的对接时, 还要处理好在套管端上开始打出的孔的问题。要把孔给补焊好后还要在孔的周围加上加强筋板来进行巩固。而且还要注意在套管接头后要等到它自然降温后才进行下管。还有要注意做好套管接头的保温工作才进行套管下套。
2.5 如何对套管的接头进行保温
在对套管的接头进行保温时, 可以采取两种方式进行保温。第一种是可以先把玻璃丝布浸泡在环氧树脂里, 然后利用其对套管的露出的部分进行缠绕。当玻璃丝的缠绕的厚度与玻璃管的厚度差不多时候, 我们就等它硬化后就可以下井了。第二种我们可以先在露出钢管的部分刷上环氧树脂, 然后与事前弄好的GRFT进行结合。还要在上面用铁丝进行加固, 然后在上面缠绕上经过经环氧树脂浸泡的玻璃丝。这种方式是方便、经济的保温方法。
结束语
在未来, 煤炭资源依然是社会经济发展不可缺少的资源之一。为了保证煤炭资源的充足性, 就要对煤炭进行深度开发。但是从以上来看, 我国的煤矿大口径保温井保温套管结构设计和下套管技术还不是很完善, 所以我们还要加强对其技术的研究和探讨, 为我国煤炭资源的发展作出一定的贡献。
参考文献
[1]赵金洲, 张桂林.钻井工程技术手册[M].北京:中国石化出版社, 2011.
下套管技术 篇5
【关键词】液压系统；可膨胀金属；套管；补贴；测试
2005年年初，由Read Well修井公司研制成功了一种液压式可膨胀钢补片。为了进行膨胀补贴，还研制了送入工具及相关的井下和地面液压设备，以及CT接头。送入工具可安装在CT或钻杆上，补片是金属对金属的密封（对于腐蚀严重的管线可选择弹性密封），可降低套管破裂及挤毁率。
1.系统组成
1.1补贴管配置及膨胀工具
膨胀工具是一个高压液压式双密封膨胀设备。通过对2个橡胶密封（被10～46ft的加长心轴隔离）加压，以便在2个密封之间泵送高压流体。压力加大，用约5，0001b/in2液压膨胀补贴，开始是弹性膨胀然后是塑性膨胀。控制密封压力确保在与外部油/套管完全接触之前保持密封。当压力继续增加时，外部的套管弹性运动直至压力达到整形器预定的压力。随后，压力开始大幅度地下降，密封撤销，回位循环的压力是1，5001b/in2。密封设计包括：聚合体密封元件及反推钢铁指针，额定操作压力是 25，000-1b/in2。
1.2井下液压系统
该技术的首要条件是挠性管承压不大于4，0001b/in2。为了达到10，000～17，000-1b/in2的整形压力， 研制出了井下增压器，安装在井下液压系统中。增压器安装在CT底部钻具组合（BHA）的适配器下，与安装在液压部件的底部的应变剪切丢手装置相连接。设计了内外打捞靠模，使该工具在井中应该成为杆状，易于打捞。
1.3增压器
增压器是一个7：1的活塞型液压增压器。对于任意入口压力，增压器工作后都能提供一个低的出口压力，该出口压力最终在井下安全条件下，产生高的管子整形压力。增压器入口安装2个流体过滤器以净化进入增压器的液体。
1.4控制阀系统
控制阀是用来控制井下操作的先后顺序，包括一个可调整的差异压力阀和减压阀，差异压力阀在2个密封之间、主要补贴套管段内， 减压阀是确保整形压力不超标。阀塞耐压也大于回位压力，回位压力促进工具关闭，该压力低于1，5001b/in2。
1.5井下压力记录系统
井下压力记录系统安装在工具的液压部件内，该系统有2种存储模式——记忆模式或地面读出模式，用于记录工具内几个关键压力数据，为地面监测服务。
1.6膨胀补贴
结合有限元分析（FEA）计算数据与补贴研制试验数据，优化设计出最终的补贴设计，模型和计算表明，为了获得牢固的相互连接，所使用的内部材料必须是柔软的塑胶材料，而且在膨胀过程中机械硬度应最小；外部材料应使用弹性范围内的坚固材料。内部材料的选择范围窄，选择较柔软的316#不锈钢，这种钢具有一定的延展性，在达到极限抗拉应力前膨胀幅度为40%，当达到其极限膨胀幅度70%～80%时出现故障。这一膨胀属性完全能够实现15%的管径膨胀， 而且对破裂/挤毁及磨损有较好的抵抗力。这种材料可在要求范围内提供一个安全的柔软膨胀补贴。虽然在此过程中其拉紧变硬。柔软性有益于在超重时，不锈钢拉紧变硬导致界面压力下降。316#不锈钢材料在长度、直径及厚度要求上是可以利用的。
膨胀工具的补贴附加装置不仅要承受在油井中的补贴工具的载荷，而且还要承受补贴膨胀过程中产生巨大的收缩力。对补贴工具/膨胀工具以及在补贴管和膨胀工具上的 “剪切丢手”销以及相匹配的主要剖面设备来讲，补贴管设计是安全的。
1.7地面液压及记录系统
地面设备及压力传递是基于一个简单的氮驱液压泵，用清水罐代替液压油箱。液压泵将液压传递到CT或钻杆上，依次进入井下增压器的入口处。泵需要传递的压力是井口压力的总和，也就是最终整形压力的1/7。
地面数据记录通过II区的钻井数据记录器记录并显示整个膨胀施工过程中地面压力、流量及泵入量随时间的变化。
2.操作程序编制
为了验证设计参数的有效性，项目研制过程中，进行了8次补贴整形试验。试验表明，针对不同补贴长度（10英尺、26英尺及46英尺），系统设计都是成功的。在早期的几次试验中，补贴管收缩量超过了预期值，补贴管的收缩力较大，上部机械安全装置被剪断。在随后的研制过程中，注意解决这些问题，对收缩参数加深理解，完全重新设计了补贴安全装置。随后试验补贴都顺利完成，经整形后可膨胀金属完成进入外部套管，完成了耐压密封补贴，试验压力达5，0001b/in2。
现场引进该系统需注意的事项包括：检验所有的压力设备，制定操作程序手册，对技术人员进行培训，以便安全、有效地操作补贴工艺。首先起草操作手册，在经过各种试验验证、操作过程优化之后，再修改完善操作手册。同时随着操作程序，尤其是与安全相关的程序变化，操作手册就得改进，为确保现场人员学会操作过程，并增加对所有操作和维护要求的认识，清楚地认识到高压液压系统的危险性，风险评估是任何一项新服务的首选任务。
3.测试
膨胀金属套管补贴技术应用于海上作业之前，先在陆上油井进行的整个测试工作。模拟海上作业遇到的种种问题，改善操作方法， 在一口真实油井中测试了整个补贴系统的性能。
在试验井采用了外径2-in、长8，500-ft的CT补贴工具，试验井的套管长2，426ft、内径7in.重量29lbm/ft，补贴管加载在膨胀工具的上面，膨胀工具已安装到CT的井底钻具组合处，放入井中，为了模拟海上作业，井内加压到1，700 1b/in2，井斜角92.4° 、狗腿度12°/100-ft、长46-ft的补贴段（工具长64-ft，全部井底钻具组合长73-ft）成功地下到预测井深，然后起钻到规定井深。
套管钻井技术研究 篇6
一、套管钻井技术原理分析
套管钻井技术不需要常规钻井中钻杆和钻铤, 但是钻井过程中使用的泥浆循环系统、水力系统、井口设备等方面, 和常规钻井技术是相同的。在利用套管技术钻井过程中, 套管承担了常规钻井中钻杆的作用, 套管在井口动力装置的驱动下, 可以实现上提、下放、旋转等。井下钻头动力也是通过套管来传递的, 钻头的直径要比套管的内径小一些。钻进过程钻头旋转开始形成井眼, 但是由于钻头的直径较小, 形成的井眼直径无法实现套管的下放作业, 因此需要在井下钻头的上部, 安装能够伸缩的扩张钻头。在下入常规钻头的同时, 同时将扩张钻头下入, 此时扩张钻头处于收缩状态, 当钻头下入完毕后, 扩张钻头张开, 和井下钻头同时工作, 从而形成能够下放套管的井眼。钻井过程中, 泥浆在地面经过泥浆泵加压后, 从套管的内部向下流向井底钻头, 再从套管和井壁之间的环空中上返, 同时将钻头产生的岩屑携带上来。井下钻头和套管柱下部的井下工具连接, 而井下工具通过锁紧装置和套管底端锁紧连接, 并通过钢丝绳和井口的动力装置相连接。如果要更换井下钻头, 首先井下工具和套管柱底端之间的锁紧装置松开, 地面的动力系统开始拖动钢丝绳上提, 钢丝绳带动井下工具和钻头同时上提, 上提至井口后完成钻头的更换。更换完毕后, 利用地面动力装置, 通过钢丝绳将井下工具和钻头下放至井底, 在套管柱的底部, 井下工具和套管再次被锁紧。
套管钻井技术和常规的钻井技术不同之处还包括套管钻井技术需要利用特制的钻机。套管钻井钻机可以单独设计制造, 也可以在常规钻机的基础上进行改造。套管钻井过程中, 需要利用顶驱装置驱动井下套管的旋转, 为了能够实现井下钻具和钻头的起升和下放, 需要加装特制的钢丝绳系统。在钻进过程中, 井下钻头既能够穿过套管, 同时还能够钻出和套管外径相当的井眼。常规的测井仪器在套管钻井中不能够使用, 套管钻井钻进时, 只能够进行随钻测井, 而且套管钻井技术的造斜率要比常规钻井的高很多。套管钻井实验的结果显示, 套管钻井技术比常规钻井技术, 要节约钻井支出百分之十左右, 如果地层容易钻进, 而且钻井过程中不发生事故, 利用套管钻井技术可以节约钻井成本的百分之三十左右。对于地层容易坍塌的井, 套管钻井技术更凸显了自身优势。由于不用起下钻杆, 套管始终和井壁接触, 大大的减小了井壁坍塌的概率, 发生卡钻的概率也得到有效的降低。在定向井、取心等钻井特殊作业时, 如果利用套管钻井技术替代常规钻井技术, 其钻进的效率可以提高到五倍左右。
二、套管钻井技术的优势分析
套管钻井技术是一项钻井的革命技术, 和常规钻井相比具有显著的优势。首先利用套管钻井技术可以有效的减少建井周期。在常规钻井中, 需要花费大量的时间来进行起下钻作业, 而套管钻井则不需要, 这样就可以节省大量的起下钻作业时间。对于易坍塌、盐膏层等复杂地层, 套管钻井有效的减少地层坍塌、膨胀等造成钻井事故的概率。套管钻井时, 套管一直处于钻井井筒内, 有效的避免了由于钻柱的运动, 而造成的钻井液抽吸作用, 提高了钻井井筒的井壁稳定性, 对于防止井喷具有较好的作用。套管钻井过程中可以保证钻井液是一直循环的, 减少了岩屑沉积等钻井问题的出现。在相同井眼尺寸下, 套管钻井的内径要比钻杆的内径大很多, 钻井液在套管内压力损耗要比在钻杆内小很多, 循环压耗的减小, 提高了井下钻头的喷嘴压降, 提高了钻井液的射流速度, 改善了井底流场。套管外部环空中, 套管钻井的环空要小, 钻井液在套管和井壁环空中流动速度会增大, 提高了钻井液的携岩能力。套管钻井的钻机可以是车载形式的, 灵活性高, 易于搬迁, 安装使用简单, 同时也会有效的降低钻井工人的劳动强度。套管钻井的钻机结构要比常规钻机简单很多, 钻台上可以不用设置钻杆的放置区域, 套管钻井钻完一根套管后, 可以再从地面取另一根套管, 钻井架的高度也不需要很高, 由于钻台上不需要放置钻杆, 因此钻台不会承受钻杆的重量, 所以钻台的重量载荷会小很多。套管钻机易于操作, 钻机的运行成本少。
结束语
套管钻井技术作为一项革命性的钻井新技术, 和常规钻井技术相比具有许多优势, 有着广阔的推广应用前景。套管钻井技术不需要钻杆和钻铤, 可以节省大量的石油管材。井下工具通过锁紧装置和套管底端锁紧连接, 利用钢丝绳和井口的动力装置相连。套管钻井技术和常规钻井技术相比, 可以节约钻井成本百分之十左右。在地层容易坍塌的井中, 套管钻井技术更凸显了自身优势。套管钻井技术可以有效的减少建井周期, 还能提高钻井井筒的井壁稳定性, 增强了钻井液的携岩能力。通过研究促进了套管钻井技术的推广和应用。
摘要：随着石油钻井技术的不断发展, 研究新型高效的钻井技术已经成为目前研究的热点和重要方向。套管钻井技术是一项新型的钻井技术, 对传统的钻井技术具有革命性的意义。套管钻井技术可以有效的降低钻井的成本, 提高石油钻井的机械钻速, 降低钻井事故发生的概率。文章通过调研, 分析了套管钻井技术的原理, 介绍了套管钻井技术优势。通过研究对于套管钻井技术发展具有积极的意义。
关键词：套管,钻井,原理,优势,经济,钻速
参考文献
[1]黄志潜.再谈套管钻井技术及其装备[J].国外石油机械
套管补贴技术探讨 篇7
1 燃气动力套管补贴
1.1 燃气动力套管补贴技术简介
燃气动力补贴技术其主要工作原理是利用火药燃烧产生的高压气体, 推动系统中的活塞与活塞缸做相对运动, 促使加固管上下两端的锥管相对运动, 达到设计位置, 径向扩胀金属锚 (上下锥) 和金属密封环, 使之在套管内壁牢牢座封, 最终将加固管固定在破损套管处, 达到补贴的目的。同时补贴加固器自动解卡, 从井下安全提出全部投送工具, 完成补贴加固管任务, 井下不留遗留物。曾对补贴管做的耐压试验表明, 高效燃气动力补贴管在井下可以耐压150MPa, 地面试压50MPa, 说明对破损套管补贴的效果非常好。
1.2 燃气动力套管补贴技术现场应用
2006年初, 通过大量的信息查询和资料调研工作, 玉门油田引进了套管然气动力补贴技术, 先后在鸭儿峡作业区615井和32井进行了现场应用。共对4个破损、漏失层段进行了补贴, 累计补贴长度32.86m, 取得了单层补贴长度最长13.07m, 单井 (615井) 补贴层数3层, 成功率达100%的好成绩。
1.3 膨胀管套管补贴技术现场应用
本文以H289井施工为例, 介绍膨胀管套管补贴施工工艺工序。H289井套管外径139.7mm, 内径124.26mm, 水泥面867.79m。设计要求下114mm膨胀管对681.75m—699.96m段套管补贴。
1.3.1 前期井眼准备
前期井眼准备目的是修复套管, 打通套管变形、错断通道, 使膨胀管能下到设计位置, 对补贴段上下5米范围进行修整整型, 去掉原套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬蜡等物, 同时证实漏失段, 提供准确的补贴段。起出井下原生产管柱后, 进行刮腊、热洗、通井, 然后找漏, 找准并证实漏失段后, 确定补贴位置, 并对欲补贴段依次用弹簧式套管刮削器和定径刮铣器反复刮削至畅通。去掉原套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬腊等物。定径刮管的目的是使补贴段内径统一, 降低施工风险, 保证胀管过程顺利完成。定径扩眼段为补贴段及上下各3~5m。通过刮管从而保证膨胀管柱能够顺利下到预定位置, 保证膨胀管补贴时能够有效贴合密封。
1.3.2 补贴
在地面将膨胀管专用提升短节与第一根膨胀管上端螺纹连接, 缓慢下井。当膨胀管上端距离转盘500mm时用安全卡瓦坐在井口上, 拆除专用提升短节。接着下入所有膨胀管, 将最后一根膨胀管, 用卡瓦坐在井口上, 拆除提升短接, 下入连接杆+Φ73mm外加厚油管, 将连接杆与油管连接, 按顺序下入膨胀管中。观察下入长度, 当下入长度接近膨胀管长度时, 缓慢下放管柱, 并将管柱全部重量坐放在膨胀锥上, 这时连接杆卡簧应该进入膨胀锥并连接。验证锁紧装置连接:上提下放管柱两次 (约1m) , 如果膨胀管柱随着提起则证明连接杆上的锁紧装置与膨胀锥已连接好。
下入全部入井油管:下入整个Φ73mm外加厚油管, 使膨胀管柱上端准确位于设计补贴井段上端。下放过程中每下放200米将管柱内灌满清水。下放完毕后, 校核指重表、记录管柱悬重、接好打压接头, 按设计方余在管柱上做好标记, 在设计方入位置提着管柱保持静止。连接高压软管, 将泵站的安全溢流压力调定为45Mpa。
此次施工共下Φ114mm膨胀管4根, 膨胀管上端面深度676m, 管脚深度704.87m。
膨胀管胀管:启动泵站, 并将泵站的输出排量调定到15L/min, 开始打压胀管。观察记录泵站压力表读数, 当压力表读数达到低于安全溢流压力45Mpa的一个峰值读数时开始胀管, 司钻应仔细观察指重表读数, 当指重表读数低于原始记录4~5吨时应上提管柱, 使指重表指针回到原位置。连续重复几次, 直到管柱上行1m以上。停泵, 卸压, 上提10吨, 管柱不动则表明膨胀管柱已悬挂在套管上。
膨胀管打压:重新启动泵站, 将泵站的输出排量调定到25L/min, 继续打压胀管, 管柱上行 (这时将上提力加到5~6吨, 观察记录泵站压力表读数) 。当第一个油管接箍露出钻台面后, 上吊卡并将管柱坐放在井口。拆开高压软管与泵站的连接, 将软管盘起捆绑在油管管柱上。甩掉第一根油管, 重新将打压接头连接在管柱上, 接好高压软管继续打压胀管。管柱上行2m时, 上提力增加到5~10吨;管柱上行膨胀管全长时, 泵站压力会突降, 表明胀管结束。膨胀管完成整体膨胀, 紧贴于套管, 达到锚定、密封与修复要求。卸压停泵, 拆除打压接头与高压管线, 起出入井管柱。
1.3.3 后期施工
补贴后进行试压, 验证补贴管密封情况, 全井筒试压试压15MPa, 稳压30min。试压合格后用磨鞋钻通下堵头, 并用专用修口器对补贴管上端整修成喇叭口, 避免生产管柱阻挂。至此, 膨胀管补贴施工全部完成。H289井于9月16日搬迁上修, 至9月22日完井, 历时7天, 生产一次成功率和施工质量合格率均达100%。
2 结论
1) 油气田开发中, 长段套损井日益增多, 常规套管修复技术对长段套管损坏的修复比较困难。而套管补贴技术在修复长度上基本不受限制。2) 套管补贴技术具有操作简便、补贴牢固、密封可靠、补贴跨距大、对油层污染小、施工周期短, 现场操作难度小等优点, 可以使许多无法修复的套损井得到恢复使用。3) 套管补贴技术的引进, 极大的丰富了我们的作业手段, 走出了原来仅限于套管整形和堵漏为主要修复手段, 已向多元化、高技术、高质量方向发展, 形成了多种套管修复技术和综合能力较强的修套手段, 可以高质量、高效率地满足各类套管变形修复处理的需要。4) 随着套管损坏原因和损坏形式的复杂化、多样化, 对套管修复要求会越来越高, 常规的传统的套管修复技术不能很好的解决此问题, 新技术、新工具的研发至关重要。
摘要：补贴技术在套管修复技术领域得到了广泛应用, 通过现场实践, 取得了较好的经济效益。本文从燃气动力套管补贴技术和膨胀管套管补贴技术两个方面, 介绍了套管补贴技术的基本原理和现场应用情况。
油田套管超声探伤技术研究 篇8
1. 套管超声波探伤方法研究
套管超声波探伤技术是利用超声波在传输过程中的反射和折射规律来进行探伤的, 当超声波传输到套管表面时, 在套管的表层会发生超声波的折射和反射现象, 超声波的折射和反射规律和光的折射反射规律一致, 当超声波折射到套管内部时, 就会在套管内壁和外壁之间来回的反射。套管内部如果出现裂纹和孔隙, 这些裂纹和孔隙可以作为一个新的波源, 波源反射的超声波将会被超声波接受探头接受。如果套管内部没有损坏, 探头则接收不到相应的反射波。通过对探头接受到的回波信号分析, 可以确定套管内部损坏程度的大小。横向超声波探伤技术, 主要用来探伤套管的横向损坏, 通过将探头对准套管的中心, 在套管的上部以一定的角度, 利用超声波发射探头向套管表面发射超声波, 超声波会在套管内外壁之间来回的反射, 通过对每个点发射波信号的强弱分析, 就可以判断出该位置套管是否发生损坏。同时还可以确定在横向方向上套管内部损坏程度的大小。纵向超声波探伤技术主要是用来探测套管内部圆周方向的套管损伤, 该方法在套管圆周截面上, 超声波探头和套管截面存在一定的角度, 超声波发射探头在套管的上部发射超声波, 超声波会在套管截面方向上, 在套管的内外壁之间来回的反射, 由于截面形状因素的限制, 探头发射的超声波会被探头接受一部分, 其余大部分还是入射到套管内部中。接触式超声波套管探伤技术主要指的是将测量探头直接和套管接触, 这种方式可以保证探头和套管良好的连接, 在探头的设计中要保证探头和套管的良好接触, 需要根据套管的曲率半径来设计相应曲率半径的探头, 从而保证探头和套管表面良好的耦合, 同时在套管和探头之间要涂抹相应的超声波耦合剂。这种探头和套管直接接触的方式, 超声波的能量损失小, 因此监测的范围相对大一些。但是该方法在操作的过程中, 受到人为操作方式限制, 超声波入射套管方式差别较大, 造成了套管内超声波各种波形的混杂, 从而降低了超声波探伤的精度。套管的半径越小, 这种现象越明显, 因此该类型的探伤方法不适合小直径的套管探伤。水浸法超声波探测技术的探头和套管不直接接触, 而是利用水作为套管和探头的耦合剂, 在探测的过程中, 将套管浸到水中。该技术可以避免探头和套管的直接接触, 从而有效的减少了探头的损坏, 同时该方法可以使用大功率的超声波探头, 而且适用于套管的自动化探伤, 极大的减少了套管探伤的时间, 提高了探伤的效率。该方法采用的耦合剂为水, 不需要特殊的耦合剂, 使用成本低, 因此得到了广泛的应用。但是由于该方法探头和套管不直接接触, 超声波在水中传播时会损耗一定的能量, 到达套管的超声波能量不是很高, 该技术超声波探头检测的范围要相对的小一些, 为了能够保证超声波探伤能够完全的监测整个套管表面, 需要将套管不断的旋转, 该方法的使用需要配备相应的机械设备。局部水浸超声探测探伤技术指的是将待监测的套管一部分放入到水中, 再把超声波探头放到水中或者部分放到水中, 这种方式可以节约大量的水资源, 而且在探伤的过程中, 套管放到水中的时间较短, 减少了套管在水中的浸泡时间。这种方式也是利用水作为耦合剂, 超声波在水中传输时能量会衰减, 所以该方法也不能一次完全的将套管整个表面检查完, 需要一定的机械装置来辅助移动和转动套管。
2. 新型套管超声探伤复合探头技术研究
在套管超声波探伤的过程中, 套管的探伤速率是探头设计的重要参数, 在利用自动套管超声探伤技术中, 通常情况下采用的是螺旋式前进方式, 通过研究可以得到, 探头的探伤速度和探伤的螺旋间距以及探头的检测范围有关, 在探伤的过程中, 探头在横向上的探伤面积和纵向的探伤面积不同, 探头在横向上的监测面积要比纵向上的监测面积要大, 在本设计中探头的横向监测范围为纵向的监测范围的两倍, 这样可以提高套管超声探伤的效率。超声波探头的探测范围和探头的形状也有很大关系, 我们改变了探头晶片的参数, 提高了探头的探测范围, 将现有的探头晶片分成的两部分, 将其对称的放置。套管超声探伤探头的频率和套管的组成、制造工艺、探头结构参数等有关, 因此需要综合考虑影响探头频率的各种因素。在使用焦点探头时, 探头的频率增加, 会导致超声波束焦距的减小, 这样可以提高薄壁套管的检测精度, 对于厚壁的套管探测的精度要相对降低。而且当探头的焦距减小时, 探伤的速度也会相应的减小。因此不能盲目的增加超声波探伤探头的频率, 要根据实际条件确定合适的探头频率, 本设计采用的探头频率为四兆赫兹。超声波在入射到套管表面时, 一部分的超声波会反射到水中, 另外一部分的超声波会折射到套管中, 当超声波以不同的角度入射时, 折射后套管中的折射波也不同, 通过实验可以得到当超声波的折射角为四十度时, 超声波的透射能量最高, 因此选择该角度相对应的入射角为
20°。
3 结束语
油田套管的探伤是保证套管质量, 减少油气生产事故的有效途径, 因此需要加强油田套管超声探伤技术研究, 文章研究了套管超声探伤技术的原理方法, 并且提出了一种新型的超声波探伤探头技术, 确定了该套管超声探头的关键参数。通过研究提高了油田套管探伤的精度, 对于促进油田的安全稳定生产具有一定的意义。
摘要：在石油开采过程中, 需要用到大量的套管, 套管是油井生产重要材料。近年来随着油田油井数量的增多, 使用套管数量也在不断的增加。油田套管的质量缺陷会影响到油田的正常生产, 严重的会给油田带来巨大的经济损失。文中通过调研分析, 研究了套管超声波探伤的原理方法, 并且研究了一种新型的超声波复合探头技术。通过研究对于提高油田套管的探伤质量具有重要的意义。
关键词：油田,套管,超声波,探伤,探头,精度
参考文献
[1]沈里亚.超声波探伤原理及其应取[M].北京:机械工业出版社, 1982.
套管通道修整工艺技术研究 篇9
关键词：套管,通道,工艺技术
1 套损的原因分析及类型
1.1 套管损坏的原因
1.1.1 地质因素
1.1.2 工程因素
1.2 管损坏的类型
1.2.1 径向凹陷变形
由于套管本身局部位置质量差, 强度不够, 固井质量差及在长期注采压差作用下, 套管局部处产生缩径, 使套管在横截面上呈内凹椭圆形。
1.2.2 套管腐蚀孔洞、破裂
由于地表浅层水的电化学反应长期作用在套管某一局部位置, 或者由于螺纹不密封等长期影响, 套管某一局部位置将会因腐蚀而穿孔, 或因注采压差及作业施工压力过高而破损。腐蚀孔洞、破裂等情况多发生在油层顶部以上, 特别是无水泥环固结井段往往造成井筒周围地面冒油、漏气, 严重的还会造成地面塌陷。
2 套管技术状况检测
2.1 工程测井法
2.1.1 井径测井—套管变形检测
井径测井一般在压井状态下进行。可供选择的测井仪有八臂井径仪、三十六臂井径仪、四十臂井径仪、x-y井径仪、十臂过油管井径仪、陀螺方位井径仪等。2.1.2井温与续流量测井—套管漏失检测
检验套管漏失主要采用井温测井、连续流量计测井和磁测井仪。
2.2 机械法
2.2.1 机械法检测原理
机械法检测就是利用印模 (包括铅模、胶膜、蜡膜等) 对套管和鱼头状态及几何形状进行印证, 以确定其具体形状和尺寸。
2.2.2 印模法检测适用范围
印模法检测适用于检测井下落鱼鱼顶的几何形状、尺寸和深度;套管变形、错断、破裂的损坏程度, 深度位置的验证, 以及在作业、修井施工过程中临时需要查明套管技术状况等。
3 套管整形
3.1 套管整形工具介绍
3.1.1 梨形胀管器结构与原理
胀管器工作面外部车有循环用水槽, 水槽分直式和螺旋式两种。可根据变形井段变形形状和尺寸选用。胀管器的斜锥体前端锥角一般应大于30°, 与挤胀力F和半锥角α/2成反比。当锥角小于25°时, 大量现场经验证明胀管器锥体与套管接触部位易产生挤压粘连而发生卡钻事故。因此一般前端锥角大于30°。
胀管器工作面部分为锥体大端, 当钻柱施加给胀管器工作面大端以P力时, 其锥体大端与套管变形部位接触的瞬间所产生的侧向分力F直接作用挤胀、冲胀变形部位。钻柱施加给工具的P与钻柱质量、下放速度和下放距离、井内介质密度有关。
3.1.2 旋转震击式整形器结构与原理
基本结构由锤体 (上接头) 、整形头、钢球、整形头螺旋曲面等组成。旋转震击式整形器是仿造前苏联的修井工具而又优于其工具。此整形器可不用提放钻柱冲击, 只需旋转钻柱而使工具产生向下的震击力, 对套管变形部位有较好的保护。整形体内孔壁上有环形槽, 装有钢球并被螺钉锁住而不外窜, 钢球将锤体与整形头连为一体, 锤体和整形头接触面有凸凹螺旋形凸轮曲线面配合, 可以转动一次管柱 (工具) 发生三次震 (敲) 击。工具外面有三条螺旋形水槽, 可以循环洗井。
3.2 套管整形的方法
3.2.1 胀管器使用方法、要求
套管变形井段深度、变形尺寸、形状等应清楚、准确;首次整形应选用大于变形尺寸2mm的胀管器;胀管工作管柱结构 (自下而上) 为:胀管器、安全接头、钻铤、钻杆柱;工具下至变形井段以上1-2m时, 开泵循环工作液、洗井, 记录钻柱悬重;下放钻柱、预探变形井段顶点。在钻柱方余长度上做记号。
3.2.2 铣锥原理及使用方法、要求
打铅印落实套损情况和状况;根据套损情况选择磨铣工具;管柱下至套损点以上2m开泵循环, 旋转下放;遇阻后磨铣, 钻压5-10KN;根据进尺情况及其它情况判断是否开窗。
4 套管加固
4.1 不密封式丢手加固操作方法
(1) 用模拟筒进行模拟通井, 在整形扩径的套损部位无夹持力, 保证加固装置的顺利下入。
(2) 下入加固装置至井下, 使加固管位于套损井段正中。
(3) 投球打压12-15MPa, 使加固器卡瓦张开, 紧紧咬住套管内壁, 升压至20MPa, 剪断销钉, 起出丢手接头和投送管柱。
4.2 液压密封加固
4.2.1 液压密封加固原理
利用液压传递原理将地面泵车提供的压力, 通过动力工具内的导压孔作用于其活塞上, 活塞向上运动, 缸体相对向下运动, 产生两个大小相等、方向相反的作用力, 推动上下胀头工作, 将加固管两端的特制钢体挤贴到套管完好处, 达到密封加固的目的。上提管柱拉断连接套, 完成丢手工作。
4.2.2 液压密封加固操作方法
(1) 模拟通井:下入φ118mm×3000m或φ114mm×8000m通径规模拟加固器通井, 在整形扩径的套损部位无夹持力, 保证加固装置的顺利下入。
(2) 测井:对套损井段进行X—Y井径测井, 根据测井曲线选择上下加固点和加固器。
(3) 校深:用管柱将加固器送至加固井段后, 进行磁性定位测井, 校正加固点的位置。
(4) 加固:清水打压缓慢升至13MPa, 稳压10分钟进行密封加固并拉断丢手连接套。下放管柱, 钻压至20-30KN, 如管柱遇阻, 证明丢手成功。
(5) 试压:对加固井段进行试压, 管柱结构为;油管+K344-95封隔器+油管+喷砂器+K344-95封隔器+尾管+丝堵, 清水试压15MPa, 稳压30分钟压力不降为合格。
结语
随着进入油田开发的中后期, 套管通道修整工艺研究, 作为油井大修主要手段之一必将大量采用, 市场前景十分广阔。
参考文献
[1]李占军, 尹恕, 许永华.井下作业技术论文集.第一版.北京:石油工业出版社, 2004:157-158.
下套管技术 篇10
关键词：天然气管道；防护套管；施工工艺；夯管；套管
一、工程概述
高密豪佳燃气有限公司天然气管线需下穿胶济客专线铁路，为了保证铁路线路的安全运营，需在胶济客专线K93+400处增设一条外径Ф630mm螺旋焊缝钢套管。该工程钢套管长度72.0m，采用夯进法施工，穿越土层土质为粉质粘土。
二、施工流程
穿越施工流程：定位—勘察—设备就位—夯管—清土—穿管—完成。
三、主要工程项目施工工艺及技术
（一）工程定位放线
进场后首先按施工图现场建立控制坐标网和水准点。并采取保护措施，确保坐标点及水准点不被破坏。工程放线定位后要经建设单位验收合格后方可开始施工。
（二）工作坑施工技术
1、工作坑开挖。结合该套管所处的地形、地质条件，确定工作坑在胶济上行侧进行开挖，工作坑位于路基坡脚栅栏外，坑口距栅栏5米，采用两步台阶法开挖，工作坑在开挖前，应按施工安全协议要求了解开挖范围内电、光缆埋设情况，并进行迁移或防护。
2、安装导向轨。为保证顶进管节的前进方向，在顶进施工时，将管节安放在导向轨上。导向轨做成1‰的上坡，施工中严格控制轨面的高程、内距及中心线。为防止套管的防护层被破坏，在套管与导轨之间每间隔2～3m的距离放上弧形铁板，并在铁板上垫上胶皮，另外在第一根管入土端的内外侧安装削土器。导向轨高程及内距允许误差为±2mm，中心线容许误差为3mm，管节外径距枕木面不得小于20mm。
3、夯管施工工艺。（1）场地平整：选择运输方便、平坦无障碍的一侧，修建施工便道。平整出宽12m、长度为单根套管长加5m的夯管施工场地，以对侧作接收场地。（2）测量放线：根据设计图纸和现场交桩放出穿越管段的中心线和夯进操作坑、接收操作坑的位置，打上控制桩。穿越管段中线应避开地下电缆、光缆、管道等障碍物。（3）开挖夯进操作坑和接收操作坑：夯进操作坑应保证坑底长度为单根套管加长3m，坑底宽度为3m，上口长度及宽度根据深度及地质情况而定（不同的地质条件采用不同的坡比），深度根据设计管底埋深确定。在靠近套管入土的一侧挖出焊接作业坑，长度为2m，宽度为0.8m，深度为0.5m。接收操作坑应保证坑底长度为4m，坑底宽度为4m，上口长度及宽度根据深度及其地质情况而定，深度与夯进操作坑相同。根据地质情况和地下水位的不同，确定坑底是否打水泥基础和应采取的降水措施。对于易塌方的地质，应采取打钢板桩或临时支撑的方法以保证操作坑内的施工安全。（4）设备和套管安装就位。①夯进操作坑挖好后，根据单根套管长度在坑底埋好若干块枕木（枕木顶端比坑底高出约3～5mm，间距2～3m）并找平，将导轨放到枕木上，用经纬仪按设计中心线找正、找平，然后将导轨固定在枕木上。导轨应按设计要求的精度找正，因为导轨的位置决定了套管及夯管锤的摆放位置，从而影响穿越的精度误差。②将套管吊入夯进操作坑中放到导轨上。为防止套管的防腐层被破坏，应在套管与导轨之间每间隔2～3m的距离放上弧形铁板，并在铁板上垫上胶皮，另外在第一根套管入土端的管口内外侧安装削土器。③安装击帽。根据管径大小选择配套的击帽安装到套管上。④安装夯管锤。将夯管锤吊入操作坑中与击帽连接后找正，使夯管锤、套管的中心线与设计中心线吻合。然后将夯管锤与空压机之间的管路连接好，启动空压机，打开操作阀，将夯管锤头部与击帽和套管固定紧后，关闭操作阀，检验夯管锤的方位与水平角度，若偏差超过0.5°需重新调整就位。当套管的直径较大时（DN 830），夯管锤尾部与导轨之间需垫一弧形托板，托板须随夯管锤的前进而在导轨上滑动，以保证夯进时夯管锤的水平度；托板的中心应与设计中心吻合，以保证夯管锤的左右方位。⑤打开操作阀，进行试夯，无异常后方能进行正常夯管施工。（5）夯进第一根套管。启动空压机，打开操作阀，夯管锤在气压的作用下开始夯进套管。在第一根套管夯进500mm后，应认真测量一下套管的方位与水平角度，角度偏差不超过0.5°、轴线偏差不超过夯进长度的1%时可继续夯进。若轴线偏差超过允许范围，应进行纠偏，将轴线偏差调整到允许范围后继续夯进工作，直到管头到达指定位置。（6）套管前进阻力较大时进行清土。在套管夯进的过程中，如发现套管前进的速度非常缓慢或停滞不前，应立即退出夯管锤，卸掉击帽，将套管内的积土清除干净后再安装击帽和夯管锤继续夯进。清土时，可用高压水枪将套管内的积土冲出。（7）第二根套管焊接和补口补伤。第一根套管夯到预定位置后，退出夯管锤，卸掉击帽，吊入第二根套管与第一根套管进行组对焊接和补口补伤，均按设计要求和施工规范进行操作。要保证对口的质量，以防止将套管夯偏。（8）夯进第二根套管。补口补伤完成后，按照工序5和6的方法夯进第二根套管，然后重复操作到夯进设计要求的长度。夯管作业开始以后，要求连续进行，尽量减少作业间歇时间，且不宜中途停止。（9）清除套管内的积土。套管全部敷设到位后，根据管径的大小采取不同的方式清除套管内的积土：对于DN830的大口径套管，采取人工掏土的方式清土；对于 四、结束语 1 固井技术难点 ①套管安全下入难度大:郑西页1 井裸眼段长达2600m, 超长的裸眼井段一次性下入大尺寸套管, 下套管时间长, 套管刚性大、外径大、吨位大、活动性差, 对下套管设备要求高。②地层漏失严重:钻进过程中发生多次严重漏失, 累计漏失量达2000m3, 共进行堵漏9 次。漏失井段在于384.39m ~550m、631m ~767m、805m ~1040m, 防漏是本次固井一个难点。③井眼极不规则:由于技术套管封固段以泥岩、砂岩为主, 钻进至2515m ~2530m、2480m ~2606m井段存在井壁严重垮塌。2237m ~2255m、2505m ~2650m、2525m ~2530m、2525m ~2649m、2583m ~2607m、2605m ~2607m、2646m ~2649m、2647m ~2649m, 井段也出现不同程度的掉块现象。导致井径严重不规则、井径扩大率大, 多处出现“糖葫芦井眼”、“大肚子井眼”。④顶替效率低下:由于受到地层严重漏失、井径扩大率大、“糖葫芦”井眼多等因素的影响, 在替浆的过程中顶替排量小, 难以实现紊流顶替。⑤对固井施工设备要求高:封固段长、环空间隙大, 水泥浆量和顶替钻井液量都很大, 施工作业时间长。因此要求注水泥设备具有很高的混配性能并且能长时间工作, 从而保障施工作业安全。 2 固井技术措施 (1) 下套管措施 ①全井要认真通井划眼, 加大钻具刚性, 带扶正器通井到底后, 充分循环, 确认无阻卡现象, 井眼干净后, 方可起钻准备下套管。②裸眼段每下1 根套管灌浆一次, 每15 根灌满1 次, 灌满后才能继续进行下套管作业。下入下部附件时, 底部5 根套管要涂丝扣胶, 其它套管丝扣涂好螺纹密封脂。③下套管过程中严格控制下放速度, 防止激动压力压漏地层。 (2) 防漏措施 ①因水泥浆封固井段较长, 上部井段选用高强低密度水泥浆体系 ( 附加量为20%) , 下部井段采用防窜防漏高密度水泥浆体系 ( 附加量为10%) , 可预防在注替水泥浆过程中因液柱压力和流动摩阻压力过大而造成的井漏。②替浆时先开1 号泵 (φ180×3) , 根据压力情况再开2 号泵 (φ170×3) , 最后水泥车碰压, 有效的控制排量, 采用紊流+ 塞流[1]的方式替浆预防井漏。③井漏预案:情况1、固井过程中在返出口安排专人坐岗, 观察返出情况, 如果井口失返, 在保障施工时间安全的前提下, 根据实际情况减小注、替排量直至施工结束。以1000m为漏失点重新计算灰量, 立刻组织安排上灰, 从井口进行反挤水泥作业;情况2、固井过程中返出排量减小和水泥浆未返出地面, 等电测结果出来后, 根据水泥浆返高的实际情况, 确定水泥量, 从井口反挤高密度水泥浆。 (3) 优选水泥浆体系 ①通过对施工现场数据采集, 要求水泥浆具有一定的防塌、防漏能力和良好的流变性。针对这种情况对水泥浆体系进行优选研究, 化验室先后共计调试200 余套水泥浆化验, 设计出了双密度、双凝防塌防漏性能优良的水泥浆体系和配方:采用高强低密度水泥浆体系解决中上部井段漏失的问题, 采用防窜防漏高密度水泥浆体系保证下部井段的水泥石强度, 满足三开要求。②由于套管内容积和环空容积都比较大, 水泥浆在运移过程中容易混浆, 钻井液、隔离液和水泥浆按照1 ∶1 ∶1 ∶1 ∶2 ∶7 ∶7 ∶2 ∶1 比例做相容性实验, 且稠化时间均大于400min, 保障施工安全。 (4) 提高顶替效率 ①通过对钻井液流变性处理, 保持钻井液与水泥浆的合理密度差、动塑比, 钻井液触变性变小, 钻井液紊流速度和流动阻力降低, 水泥浆的驱动力增大, 同一排量下水泥浆具有较大的驱动能量, 利于提高长裸眼井段的顶替效率。②前置液采用紊流型高效冲洗隔离液10m3, 占环空高度200m, 在有效冲洗地层、隔离水泥浆的同时, 增加接触时间和提高紊流程度。 (5) 施工设备的保障对所有参与固井施工的设备进行检查, 采用双车进行注灰, 确保施工连续平稳, 每种类型的施工车辆均有备用车辆。 3 结语 ①通过对郑西页1 井技套固井水泥浆体系的优选, 采用双密度双凝水泥浆可以实现长裸眼段一次性安全优质封固。②低密度水泥浆与高密度水泥浆的配合使用, 有效地降低了固井施工过程中地层发生漏失的概率。③在井眼条件受限的情况下可以通过调整钻井液性能、适当加大隔离液用量来提高顶替效率。 摘要：郑西页1井φ244.5mm技术套管固井存在地层严重漏失、封固段长、井径极其不规则、顶替效率低等问题。通过下套管措施、防漏措施、优选水泥浆体系、提高顶替效率等提高固井质量的主要技术措施, 保证了郑西页1井技术套管的固井质量。 关键词：技术套管固井,漏失,长封固段,水泥浆体系 参考文献郑西页1井技术套管固井技术 篇11