固井工具附件基础知识演示文稿
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当前46页，共55页，星期二。
套管外封隔器
当前47页，共55页，星期二。
套管外封隔器
定义：套管外封隔器为接在套管柱上，在固井碰压之后能使套管与裸眼 环空形成永久性桥堵的装置。
作用：
u能避免异常地层压力或因水泥浆失重现象，导致高压油、气、水侵人候凝 期间的水泥环。 u有效防止固井后发生套管外喷冒油、气、水现象。
当前38页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前39页，共55页，星期二。
尾管ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ挂器
定义：尾管悬挂器是将尾管悬挂在上一层套管柱底部并进行注水泥作业的特殊装 置。
作用：
u可降低注替施工的流动阻力，有利于安全施工。 u可节约套管，降低钻井成本。
分类：按类型可分为机械式、液压式、机械-液压双作用式三种；机械式又可分为："J" 型槽式、轨道式，楔块式和微台阶式(基本淘汰)。
套管扶正器
定义：安装于套管柱外部，在井眼内起扶正套管作用的机械装置。
作用： u扶正套管，保持套管居中，确保环空水泥环分布均匀。 u防止套管在高渗透地层发生粘卡，确保套管顺利入井。 u降低套管入井阻力，减小套管磨损。
u刮掉井壁疏松泥饼，提高水泥与地层胶结质量。
分类：按作用形式可分为弹性扶正器、刚性扶正器和半刚性扶正器；按扶正条 结构形式，弹性扶正器可分为单弓和双弓，刚性扶正器可分为普通刚性扶正器和 滚轮刚性扶正器。
u承受高压，适应多种工艺固井。
u在浮箍浮鞋失灵时，可实现憋压候凝，防止水泥浆倒流。
分类：按安装管柱可分为套管水泥头和尾管水泥头，按容塞数量可分为单塞水泥头和 双塞水泥头。
当前7页，共55页，星期二。
固井水泥头
结构：主要由本体、端盖、挡销、由壬接头、管汇、快装接头等组成。
当前8页，共55页，星期二。
当前25页，共55页，星期二。
套管引鞋
当前26页，共55页，星期二。
套管引鞋
定义：安装于套管柱底端带有循环孔的圆锥(半球)状的装置，主要作用是引导套
管顺利入井，防止套管下端套管下放遇阻。
分类：金属引鞋、水泥引鞋、木质引鞋、套管本体割制的引鞋。
当前27页，共55页，星期二。
套管扶正器
当前28页，共55页，星期二。
固井工具附件基础知识演示文稿
当前1页，共55页，星期二。
引言
安装固井 井口工具
固井工具附件：是指在固井工程中，为了使固井施工 达到预期的目的，安装于套管柱上的机械装置；
固井工具附件可分为固井井口工具和固井井下 工具两大类。
当前2页，共55页，星期二。
内容大纲
Table of Contents
01 固井井口工具介绍
采用原则： u地层不能承受一次注长段水泥浆形成的压力时。
u两段目的层之间存在很长不需要水泥封固的井段。
u长封固段注水泥作业难以满足一次完成施工设计要求。
分类：按照作用形式可分为机械式(胶塞式)、液压式(压差式)。
当前32页，共55页，星期二。
分级注水泥器(分级箍)
结构：机械式分级箍由分级箍 本体、挠性塞、打开塞（胶塞 或重力塞）、碰压座和关闭塞 组成。 适用范围：直井或小斜度井时
可采用重力打开塞，大斜度井 时可采用顶替型打开塞。
当前33页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
当前34页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
定义：在大直径套管内，以钻杆或油管作内管，水泥浆通过内管注入并从套管鞋 处返至环形空间的注水泥装置。
作用： u防止注水泥及替泥浆过程在管内发生窜槽或替泥浆量过大。
02 固井井下工具介绍
当前3页，共55页，星期二。
01
固井井口工具
Cementing wellhead tools
当前4页，共55页，星期二。
固井井口工具
固井水泥头
套管水泥头(单塞水泥头、双塞水泥头) 尾管水泥头(钻杆水泥头、油管水泥头) 固井胶塞(上胶塞、下胶塞、尾管胶塞)
循环接头(水龙带接口、方钻杆接口)
水龙带接头(大小头) 注水泥管汇
高压阀门
当前5页，共55页，星期二。
固井水泥头
当前6页，共55页，星期二。
固井水泥头
定义：是连接在套管柱(或尾管柱)上端和固井管汇之间，内部可容纳固井胶塞，用
于完成注水泥作业的井口装置。
作用： u通过它来完成循环、注隔离液、注水泥浆、释放胶塞、替浆等施工工序，是固井作 业地面管汇井口总枢纽。
当前29页，共55页，星期二。
套管扶正器
结构：弹性扶正器由箍环和弹簧片组成，刚性扶正器由箍环和扶正棱组 成。
当前30页，共55页，星期二。
分级注水泥器
当前31页，共55页，星期二。
分级注水泥器(分级箍)
定义：为实现双级或多级进行连续或不连续的注水泥作业，在套管柱的预定位置上安
装的一种特殊装置。
作用：
u在固井注水泥作业时，用于连接替浆水龙带及套管水泥头以完成替浆工序；
u在进行循环洗井时，用于连接钻井水龙带及安装在井口的水龙带-套管循环接
头。
分类：按规格可分为：4"x2"和5"x2"两种；按变换接头型式可分为双公接头， 母x公接头两种。
当前16页，共55页，星期二。
水龙带接头(大小头、变径接头)
u注水泥后，可以防止水泥浆回流入套管内。
u套管浮箍内阻流板可承托胶塞，套管浮鞋可引导套管顺利入井。
分类：按下井时钻井液进入方式，可分为自灌型和非自灌型；按回压装置的工 作方式可分为浮球式、弹簧式和舌板式。
当前24页，共55页，星期二。
套管浮箍、浮鞋
结构：浮箍主要由本体、阀芯(回压装置)两大部分组成，浮鞋还包括引鞋； 不同类型的浮箍、浮鞋其结构不尽相同。
固井胶塞
当前9页，共55页，星期二。
固井胶塞
定义：装在水泥头内，在固井注水泥作业中用来隔离不同液体的橡胶制品。
作用：
u隔开不同液体，刮净套管内壁上的钻井液或水泥浆。
u完成碰压时给出碰压讯号，提示固井作业完成。 u可确保套管内水泥塞长度和套管鞋附件的水泥环质量。
分类：按用途可分为套管上胶塞、下胶塞、自锁胶塞、尾管胶塞、分级 固井胶塞、防转胶塞，等多种。
分类：按涨封形式可分为液力膨胀型和遇油遇水自膨胀型。
当前48页，共55页，星期二。
套管外封隔器
结构：液力膨胀型套管外封隔器主要由胶筒、中心管、密封环和阀箍等 组成。
当前49页，共55页，星期二。
套管外封隔器
当前50页，共55页，星期二。
其它套管附件
当前51页，共55页，星期二。
定位环(限位卡、卡箍)
当前22页，共55页，星期二。
套管浮箍、浮鞋
当前23页，共55页，星期二。
套管浮箍、浮鞋
定义：安装于套管柱下部，带回压装置，下套管时能产生浮力的套管短节称为浮 箍，下套管时能产生浮力的套管引鞋称为浮鞋。
作用：
u下套管过程中防止井眼内的钻井液进入套管，以减轻套管重量。
u排挤管外钻井液，使其在井眼内上返，有利于清洗井壁。
定义：是用于固定或限制扶正器、水泥伞和刮泥器等外部附件的装置。可分为螺
旋钉式、固定螺钉式、敲击式。
当前52页，共55页，星期二。
水泥伞
定义：水泥伞是安装在分级注水泥器下部，防止水泥浆下沉和支撑液柱压力 的装置。
当前53页，共55页，星期二。
刮泥器
定义：刮泥器安装在水泥封固井段套管外部，用于清除井壁上的滤饼，以提高水 泥环与地层的胶结强度的装置。
(c)旋转式刮泥器
当前54页，共55页，星期二。
总结
固井工具附件
固井井口工具
固井井下工具
固井水泥头
循环接头
套管浮箍、浮鞋
套管引鞋
水龙带接头
注水泥管汇
分级注水泥器
内管注水泥器
高压阀门
高压活动弯头
尾管悬挂器
套管扶正器
... ...
套管外封隔器
其它套管附件
当前55页，共55页，星期二。
循环接头
结构：方钻杆-套管循环接头是一端带套管公螺纹，另一端为钻杆母螺纹； 水龙带-循环接头，是一端为套管公螺纹，另一端设由壬短节的两通接头。
当前14页，共55页，星期二。
水龙带接头
当前15页，共55页，星期二。
水龙带接头(大小头、变径接头)
定义：用来连接水龙带及井口注水泥工具（水泥头或水龙带-套管循环接头）的变换 接头。
高压阀门、高压弯头
用途：主要用以切换注液通道，连接注水泥管线。
当前20页，共55页，星期二。
02
固井井下工具
Cementing downhole tools
当前21页，共55页，星期二。
固井井下工具
套管浮箍、浮鞋、引鞋
套管扶正器(刚性、弹性) 分级注水泥器(机械式、液压式，免钻式) 内管法注水泥器(井底座封式、井口座封式) 尾管悬挂器(机械式、液压式、双作用式) 套管外封隔器(液力膨胀式、自膨胀式) 其它套管附件(定位环、水泥伞、刮泥器，等)
当前10页，共55页，星期二。
固井胶塞
结构：它由芯体、胶皮碗和帘布层组成。胶塞芯体用生铁、铸铝、玻璃钢或硬质橡胶
等制成；胶皮碗以较胶制成，然后将其硫化在内心体上即成胶塞；现在大多内心用铝 板制成。
当前11页，共55页，星期二。
循环接头
当前12页，共55页，星期二。
循环接头
定义：用来连接井口套管柱与地面循环系统而实现循环的工具称为套管循环接头。
当前36页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
结构：套管嵌装型主要由喇叭口、承托环、尼龙球和限位球组成。
套管嵌装型
嵌装式插头
当前37页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
原理：下套管时将内管法注水泥器插座接在套管柱底部，下完套管后，将下部接
有插头的钻杆或油管作为内管下在大直径套管内，并使插头与插座对接。注水泥 时水泥浆通过内管注入，并通过内插管注水泥器从套管鞋处返至环形空间，完成 固井作业。
u防止大尺寸套管常规固井时产生过大的上顶力。
分类：按插座的结构形式可分为水泥浇注型和套管嵌装型。套管嵌装型可分 自灌式和非自灌式两种。
当前35页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
结构：内管法注水泥器由插座和插头两部分组成。水泥浇筑式主要由喇叭口、
芯管、承托环、本体和尼龙球组成。
半浇注式
全浇注式
浇注式插头
作用： u方钻杆-套管循环接头在下套管中途需要循环钻井液时使用。可在下套管遇阻 时上下活动套管。 u水龙带-套管循环接头在下完套管后循环钻井液时使用，也可用于表层固井 作业。 分类：按用途可分为：方钻杆-套管循环接头，水龙带-套管循环接头(也称 套管循环帽子)，钻杆循环接头。
当前13页，共55页，星期二。
当前40页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前41页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前42页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前43页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
尾管送入工具
当前44页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
尾管回接装置
当前45页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
下得去、挂得住 倒得开、提得出
结构：水龙带接头主要由不同尺寸的高压由壬接头互相连接构成，其中包括 由壬凹头、由壬凸头、由壬圈、密封圈。
当前17页，共55页，星期二。
注水泥管汇
当前18页，共55页，星期二。
注水泥管汇
定义：主要由高压阀门、高压由壬、高压三通、及高压管线组成，用以连接注水 泥设备及固井井口工具的装置。
当前19页，共55页，星期二。
套管外封隔器
当前47页，共55页，星期二。
套管外封隔器
定义：套管外封隔器为接在套管柱上，在固井碰压之后能使套管与裸眼 环空形成永久性桥堵的装置。
作用：
u能避免异常地层压力或因水泥浆失重现象，导致高压油、气、水侵人候凝 期间的水泥环。 u有效防止固井后发生套管外喷冒油、气、水现象。
当前38页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前39页，共55页，星期二。
尾管ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ挂器
定义：尾管悬挂器是将尾管悬挂在上一层套管柱底部并进行注水泥作业的特殊装 置。
作用：
u可降低注替施工的流动阻力，有利于安全施工。 u可节约套管，降低钻井成本。
分类：按类型可分为机械式、液压式、机械-液压双作用式三种；机械式又可分为："J" 型槽式、轨道式，楔块式和微台阶式(基本淘汰)。
套管扶正器
定义：安装于套管柱外部，在井眼内起扶正套管作用的机械装置。
作用： u扶正套管，保持套管居中，确保环空水泥环分布均匀。 u防止套管在高渗透地层发生粘卡，确保套管顺利入井。 u降低套管入井阻力，减小套管磨损。
u刮掉井壁疏松泥饼，提高水泥与地层胶结质量。
分类：按作用形式可分为弹性扶正器、刚性扶正器和半刚性扶正器；按扶正条 结构形式，弹性扶正器可分为单弓和双弓，刚性扶正器可分为普通刚性扶正器和 滚轮刚性扶正器。
u承受高压，适应多种工艺固井。
u在浮箍浮鞋失灵时，可实现憋压候凝，防止水泥浆倒流。
分类：按安装管柱可分为套管水泥头和尾管水泥头，按容塞数量可分为单塞水泥头和 双塞水泥头。
当前7页，共55页，星期二。
固井水泥头
结构：主要由本体、端盖、挡销、由壬接头、管汇、快装接头等组成。
当前8页，共55页，星期二。
当前25页，共55页，星期二。
套管引鞋
当前26页，共55页，星期二。
套管引鞋
定义：安装于套管柱底端带有循环孔的圆锥(半球)状的装置，主要作用是引导套
管顺利入井，防止套管下端套管下放遇阻。
分类：金属引鞋、水泥引鞋、木质引鞋、套管本体割制的引鞋。
当前27页，共55页，星期二。
套管扶正器
当前28页，共55页，星期二。
固井工具附件基础知识演示文稿
当前1页，共55页，星期二。
引言
安装固井 井口工具
固井工具附件：是指在固井工程中，为了使固井施工 达到预期的目的，安装于套管柱上的机械装置；
固井工具附件可分为固井井口工具和固井井下 工具两大类。
当前2页，共55页，星期二。
内容大纲
Table of Contents
01 固井井口工具介绍
采用原则： u地层不能承受一次注长段水泥浆形成的压力时。
u两段目的层之间存在很长不需要水泥封固的井段。
u长封固段注水泥作业难以满足一次完成施工设计要求。
分类：按照作用形式可分为机械式(胶塞式)、液压式(压差式)。
当前32页，共55页，星期二。
分级注水泥器(分级箍)
结构：机械式分级箍由分级箍 本体、挠性塞、打开塞（胶塞 或重力塞）、碰压座和关闭塞 组成。 适用范围：直井或小斜度井时
可采用重力打开塞，大斜度井 时可采用顶替型打开塞。
当前33页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
当前34页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
定义：在大直径套管内，以钻杆或油管作内管，水泥浆通过内管注入并从套管鞋 处返至环形空间的注水泥装置。
作用： u防止注水泥及替泥浆过程在管内发生窜槽或替泥浆量过大。
02 固井井下工具介绍
当前3页，共55页，星期二。
01
固井井口工具
Cementing wellhead tools
当前4页，共55页，星期二。
固井井口工具
固井水泥头
套管水泥头(单塞水泥头、双塞水泥头) 尾管水泥头(钻杆水泥头、油管水泥头) 固井胶塞(上胶塞、下胶塞、尾管胶塞)
循环接头(水龙带接口、方钻杆接口)
水龙带接头(大小头) 注水泥管汇
高压阀门
当前5页，共55页，星期二。
固井水泥头
当前6页，共55页，星期二。
固井水泥头
定义：是连接在套管柱(或尾管柱)上端和固井管汇之间，内部可容纳固井胶塞，用
于完成注水泥作业的井口装置。
作用： u通过它来完成循环、注隔离液、注水泥浆、释放胶塞、替浆等施工工序，是固井作 业地面管汇井口总枢纽。
当前29页，共55页，星期二。
套管扶正器
结构：弹性扶正器由箍环和弹簧片组成，刚性扶正器由箍环和扶正棱组 成。
当前30页，共55页，星期二。
分级注水泥器
当前31页，共55页，星期二。
分级注水泥器(分级箍)
定义：为实现双级或多级进行连续或不连续的注水泥作业，在套管柱的预定位置上安
装的一种特殊装置。
作用：
u在固井注水泥作业时，用于连接替浆水龙带及套管水泥头以完成替浆工序；
u在进行循环洗井时，用于连接钻井水龙带及安装在井口的水龙带-套管循环接
头。
分类：按规格可分为：4"x2"和5"x2"两种；按变换接头型式可分为双公接头， 母x公接头两种。
当前16页，共55页，星期二。
水龙带接头(大小头、变径接头)
u注水泥后，可以防止水泥浆回流入套管内。
u套管浮箍内阻流板可承托胶塞，套管浮鞋可引导套管顺利入井。
分类：按下井时钻井液进入方式，可分为自灌型和非自灌型；按回压装置的工 作方式可分为浮球式、弹簧式和舌板式。
当前24页，共55页，星期二。
套管浮箍、浮鞋
结构：浮箍主要由本体、阀芯(回压装置)两大部分组成，浮鞋还包括引鞋； 不同类型的浮箍、浮鞋其结构不尽相同。
固井胶塞
当前9页，共55页，星期二。
固井胶塞
定义：装在水泥头内，在固井注水泥作业中用来隔离不同液体的橡胶制品。
作用：
u隔开不同液体，刮净套管内壁上的钻井液或水泥浆。
u完成碰压时给出碰压讯号，提示固井作业完成。 u可确保套管内水泥塞长度和套管鞋附件的水泥环质量。
分类：按用途可分为套管上胶塞、下胶塞、自锁胶塞、尾管胶塞、分级 固井胶塞、防转胶塞，等多种。
分类：按涨封形式可分为液力膨胀型和遇油遇水自膨胀型。
当前48页，共55页，星期二。
套管外封隔器
结构：液力膨胀型套管外封隔器主要由胶筒、中心管、密封环和阀箍等 组成。
当前49页，共55页，星期二。
套管外封隔器
当前50页，共55页，星期二。
其它套管附件
当前51页，共55页，星期二。
定位环(限位卡、卡箍)
当前22页，共55页，星期二。
套管浮箍、浮鞋
当前23页，共55页，星期二。
套管浮箍、浮鞋
定义：安装于套管柱下部，带回压装置，下套管时能产生浮力的套管短节称为浮 箍，下套管时能产生浮力的套管引鞋称为浮鞋。
作用：
u下套管过程中防止井眼内的钻井液进入套管，以减轻套管重量。
u排挤管外钻井液，使其在井眼内上返，有利于清洗井壁。
定义：是用于固定或限制扶正器、水泥伞和刮泥器等外部附件的装置。可分为螺
旋钉式、固定螺钉式、敲击式。
当前52页，共55页，星期二。
水泥伞
定义：水泥伞是安装在分级注水泥器下部，防止水泥浆下沉和支撑液柱压力 的装置。
当前53页，共55页，星期二。
刮泥器
定义：刮泥器安装在水泥封固井段套管外部，用于清除井壁上的滤饼，以提高水 泥环与地层的胶结强度的装置。
(c)旋转式刮泥器
当前54页，共55页，星期二。
总结
固井工具附件
固井井口工具
固井井下工具
固井水泥头
循环接头
套管浮箍、浮鞋
套管引鞋
水龙带接头
注水泥管汇
分级注水泥器
内管注水泥器
高压阀门
高压活动弯头
尾管悬挂器
套管扶正器
... ...
套管外封隔器
其它套管附件
当前55页，共55页，星期二。
循环接头
结构：方钻杆-套管循环接头是一端带套管公螺纹，另一端为钻杆母螺纹； 水龙带-循环接头，是一端为套管公螺纹，另一端设由壬短节的两通接头。
当前14页，共55页，星期二。
水龙带接头
当前15页，共55页，星期二。
水龙带接头(大小头、变径接头)
定义：用来连接水龙带及井口注水泥工具（水泥头或水龙带-套管循环接头）的变换 接头。
高压阀门、高压弯头
用途：主要用以切换注液通道，连接注水泥管线。
当前20页，共55页，星期二。
02
固井井下工具
Cementing downhole tools
当前21页，共55页，星期二。
固井井下工具
套管浮箍、浮鞋、引鞋
套管扶正器(刚性、弹性) 分级注水泥器(机械式、液压式，免钻式) 内管法注水泥器(井底座封式、井口座封式) 尾管悬挂器(机械式、液压式、双作用式) 套管外封隔器(液力膨胀式、自膨胀式) 其它套管附件(定位环、水泥伞、刮泥器，等)
当前10页，共55页，星期二。
固井胶塞
结构：它由芯体、胶皮碗和帘布层组成。胶塞芯体用生铁、铸铝、玻璃钢或硬质橡胶
等制成；胶皮碗以较胶制成，然后将其硫化在内心体上即成胶塞；现在大多内心用铝 板制成。
当前11页，共55页，星期二。
循环接头
当前12页，共55页，星期二。
循环接头
定义：用来连接井口套管柱与地面循环系统而实现循环的工具称为套管循环接头。
当前36页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
结构：套管嵌装型主要由喇叭口、承托环、尼龙球和限位球组成。
套管嵌装型
嵌装式插头
当前37页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
原理：下套管时将内管法注水泥器插座接在套管柱底部，下完套管后，将下部接
有插头的钻杆或油管作为内管下在大直径套管内，并使插头与插座对接。注水泥 时水泥浆通过内管注入，并通过内插管注水泥器从套管鞋处返至环形空间，完成 固井作业。
u防止大尺寸套管常规固井时产生过大的上顶力。
分类：按插座的结构形式可分为水泥浇注型和套管嵌装型。套管嵌装型可分 自灌式和非自灌式两种。
当前35页，共55页，星期二。
内管法注水泥器
结构：内管法注水泥器由插座和插头两部分组成。水泥浇筑式主要由喇叭口、
芯管、承托环、本体和尼龙球组成。
半浇注式
全浇注式
浇注式插头
作用： u方钻杆-套管循环接头在下套管中途需要循环钻井液时使用。可在下套管遇阻 时上下活动套管。 u水龙带-套管循环接头在下完套管后循环钻井液时使用，也可用于表层固井 作业。 分类：按用途可分为：方钻杆-套管循环接头，水龙带-套管循环接头(也称 套管循环帽子)，钻杆循环接头。
当前13页，共55页，星期二。
当前40页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前41页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前42页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
当前43页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
尾管送入工具
当前44页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
尾管回接装置
当前45页，共55页，星期二。
尾管悬挂器
下得去、挂得住 倒得开、提得出
结构：水龙带接头主要由不同尺寸的高压由壬接头互相连接构成，其中包括 由壬凹头、由壬凸头、由壬圈、密封圈。
当前17页，共55页，星期二。
注水泥管汇
当前18页，共55页，星期二。
注水泥管汇
定义：主要由高压阀门、高压由壬、高压三通、及高压管线组成，用以连接注水 泥设备及固井井口工具的装置。
当前19页，共55页，星期二。