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1、断块油气田第8卷第6期FAULT-BLOCKOIL&GASFIELD2001年11月国外套管钻井技术综述12233王俊芳 曹鸿斌 孙朝林 朱丽娜 赖东红(11中原石油勘探局供热管理处 21中原油田分公司信息中心 31中原油田分公司采油工程技术研究院) 摘 要 套管钻井技术是近年美国和加拿大开发的一种新型钻井技术,因其具有降低钻井成本等许多优点,已大量应用于钻井施工。文中对套管钻井技术及其配套设备进行了介绍,对套管钻井系统的工作原理、钻具结构及相关技术进行了阐述,并对套管钻井设计有关工程问题进行了分析。关键词 套管
2、钻井 钻具组合 工程设计 钻井工艺 混合型钻机[1]X钻井要解决以下几个问题:1 套管钻井系统211 更换钻头和下部钻具组合套管钻井系统用套管作为给钻头传送水力和套管钻井不需要钻柱(钻杆和钻铤)的支持,机械能量的工具,一套较短的底部钻具组合由钻不需要进行通常的起下钻作业。但钻头和下部钻头、套管下扩眼器和其它工具组成。具组合经过一定时间的应用,应能顺利起下,以便动力通过与最下面的一根套管相连的钻具组更换。绳索式回收钻具组合解决了这一难题,利合传给钻头。下部钻具组合和钻具锁紧装置相用绳索将下部钻具组合和钻头从套管中取出
3、来,连,被安装在套管下部一个满眼部件内,连接到套从而可减少起下钻时间,避免因常规起下钻而引管柱下端。钻具锁紧装置和下部钻具组合既可用起的抽吸、垮塌等井下复杂情况。井下钻具组合绳索下入,也可泵送,但从套管中取出时都用绳装有轴向和径向啮合机构,用于将下部钻具同套索。绳索式回收钻具锁紧装置是套管钻井的关管底端连接起来,通过旋转套管或采用井下泥浆键,它包括:可传递钻具轴向压缩和拉伸载荷的轴马达就能进行钻进。向锁紧器,可抑制和传递扭转载荷的扭矩固定器,212 套管接箍一只钻具扶正器安装于套管鞋位置,限制套管内在常规钻井中,钻
4、杆和钻铤专门设计用来承组合装置的侧向活动。套管扶正器使套管在井眼受很大的扭矩和压缩载荷。而套管相对于钻杆和内居中,防止偏磨。领眼钻头和套管下扩眼器通钻铤,承受的扭矩和压缩载荷较小。因此在套管过钻井套管为钻井和完井提供一个清洁的井眼。钻井中,要使用相对低的旋转扭矩和钻压,并使套用绳索可将钻具锁紧装置和下部钻具组合从套管管在直径较小的井眼中保持最小的径向弯曲,以中取出,相当于常规钻井中的起下钻,也可用来完免造成钻井中套管先期损坏。成定向工具、取心工具、随钻测井工具的起下作213 钻头切削机构的改进业,以满足钻井特殊要求
5、。为了使钻头能通过绳索起下,又能钻出足够2 套管钻井技术大的井眼以使套管通过,要求切削机构既要小于套管内径,又能够钻出比套管外径更大的井眼。套管钻井技术就是用标准的油田套管边钻边封隔井眼,套管起着钻柱的作用,将机械动力和液压动力通过与最下部套管相连的钻具组合传给钻X收稿日期 2001-08-14第一作者简介 王俊芳,女,1965年生,助理工程师,头,以实现钻进和钻井液循环,钻达设计井深后,1990年毕业于中原石油学校采油专业,现在中原石油勘探起出下部钻具,并进行固井。局供热管理处工作,地址(457001):河南省濮
6、阳市,电话:为保证钻井顺利进行,相对于常规钻井,套管(0393)4899584。672001年11月 断块油气田 第8卷第6期因此,在小直径领眼钻头的上方接一个套管下扩最大的顶部。尽管套管及其接头很少有疲劳破坏眼器。发生,但进行疲劳极限试验还是必要的。214 地层评价313 钻具组合的下入和起出利用套管钻井技术钻进时,边钻边下套管,故在多数井中,钻具可用绳索起下,但也可泵不能用常规电测工具进行裸眼测井,除非将套管送。钻具的起出易出问题,总成功率约70%。在上
7、提至待测井段以上。解决的方法是采用随钻测某些情况下,由于套管的限制,起出工具不能到达井仪或者将测井仪下至套管以下,对目的层进行钻具锁紧器顶部,导致起出失败。当套管下扩眼测井。其它地层评价工具如取心筒等,也要改造器支架失效或者钻屑堆积在支架下凹槽内时,也成绳索式。会造成钻具起出失败。改进后的套管下扩眼器,215 固井和钻水泥塞基本解决了钻具回收问题。当井眼钻达预定深度后,钻具起出,进行固[3,4]4 液压混合型钻机井。套管没有浮箍来坐放水泥塞,必须让顶塞坐在套管内充当套管浮箍,并设计一个泵送浮球,在为了提高套管钻井效
8、率,国外专门为套管钻水泥浆入井前泵送到位。注水泥作业在浮球泵送井设计了混合型钻机,既可用于套管钻井,也可用到位后,可像常规固井一样进行。固井后,用接在于常规钻井。新一代混合型钻机的额定钻深能力下一层直径更小的套管下扩眼器和领眼钻头钻穿为3000m,包括一台带整体式顶驱装置和绞车水泥塞。的双腿式伸缩井架,一台58814kW的三缸泥浆泵,一台井架返出管线清洁器,
