06欠平衡钻井设备工具-不压井(bj)

目前美国CUDD和Weatherford公 司生产的整套不压井起下钻装备，所 有部件都是液压控制，能独立作业， 在川中角58井进行了不压井起下钻作 业，效果很好，但该设备太昂贵。加 拿大TESCO公司生产的“管子推拉机” （Pipe Push/Pull Machine）结构比较 简单。
川式不压井起下钻装置
六、对相关工程的要求
2、对钻井工程的要求
下 钻 过 程 中 的 开 启 状 态 起 钻 过 程 中 的 关 闭 状 态
六、对相关工程的要求
2、对钻井工程的要求
（2） 对井控工作的要求 当井下封井器舌板以下的压力过高，靠地面液压 控制系统无法开启时，需借助井口憋压的方法。此 时需关闭闸板放喷器的半封闸板及压井与放喷管线 上的液动阀，封闭环空循环通道，利用井场泥浆泵 ，通过钻杆对井下封井器以上的井筒憋压，平衡舌 板上下的压力，为利用地面液压控制系统打开井下 封井器创造条件。采用井口憋压方法时应注意以下 两点：一是方钻杆不能下入闸板放喷器以下位置； 二是钻杆接头要避开放喷器的闸板位置。以免闸板 不能有效关闭。
性能参数 抗拉能力： 670t 抗 内 压： 66MPa 抗 外 挤: 37MPa 下入深度： ≤2500m 密封压力： 35MPa 开关次数： 75次
四、井下封井器的优点
1、不需要压井，避免了施工过程中超压状 态带来的油层损害。 2、减少钻井时间。 3、井眼中没有钻柱时，井不会发生溢流。 4、加快起下钻所需时间。 5、降低钻井成本。 7、与现用套管程序配套。 8、允许下长而复杂的井底钻具组合。 9、完井作业中允许下入预钻孔衬管。
245mm套管
上层套管
川东钻井
七 现 场 安 装
七、现场安装
1、井下封井器安装
一般情况下，井下封井器两端的转换短节 是在出厂前接好并按API要求上扣扭矩旋紧的， 可直接将其吊至钻台并接于套管柱上；当由于 包装或运输的需要，在出厂前未接好转换短节， 须在井口安装时，可在下套管前，先将井下封 井器及转换短节吊至井口并用大钳将其旋紧， 套管下至预定位置时再将其接于套管柱上。
六、对相关工程的要求
2、对钻井工程的要求
（1）对起下钻的要求 井下封井器下入过程及到位后，舌板处于开启状态。 在后续的下钻杆固井及钻井过程中的起下钻，若不需要 关闭井下封井器，则对起下钻作业无特殊要求。当钻进 或起钻出现欠压，提钻时须将钻柱提至井下封井器以上 20m处，待将井下封井器关闭后，再进行正常的起钻作 业。下钻时，若井下封井器处于关闭状态，则需将钻头 下至井下封井器以上 20m 处，待将井下封井器开启后， 再进行正常的带压下钻作业。
美国CUDD公司强行起下 钻装置
性能参数：该装置由4种型号， 其参数范围： 最大上提力：684KN-2724KN； 最大下推力：300KN-1180KN； 适用钻具直径：∮19.05-244.5mm； 最快上提速度： 34.13m/min-85.65m/min ； 最快下放速度：41.75m /min -110m /min 。
主要起升装备： 液缸最大起升重力300kN； 卡瓦最大起升重力300kN； 液缸起升油管速度0.116m/s，下入油管速度 0.145m/s； 游动和固定卡瓦开关时间5～10s； 额定加压防顶力300kN； 一次最大起升高度2.68m； 适用起下管柱尺寸Φ38.1～177.8mm,钻铤直 径可达203.2mm。
结 构 简 介
1、上接头 2、副管固定器 3、副管接头 4、液流通道2 5、上液缸 6、上外套 7、下外套 8、内滑套 9、液流通道1 10、下液缸 11、阀座 12、舌板 13、下接头
三、有关参数
几何参数
最大外径：
最小内径:
310mm
220mm
工具总长:
连接扣型:
2700mm
LTC或BTC
三、有关参数
提出了一些特殊要求。
六、对相关工程的要求
1、对固井工程的要求
(1)对上层套管的要求
由于 Φ 245mm 井下封井器外径 (Φ 310mm) 较大， 为保证其与 Φ 244.5mm 套管所形成的环空有一定 的过流面积，以免注水泥或替浆时循环阻力过大， 要求上层套管按设计要求的壁厚下入 , 不要在实 际施工过程中改变规格。
六、对相关工程的要求
3、对相关设备及工具的要求
(1)对钻机空气压缩设备的要求
地面液压控制系统是以压缩空气作为动力的，且要 求压缩空气要干净，不能有油或水。而压缩空气来自钻 机的空压系统，由于空气中含有一定的水分，空压系统 在长时间的工作中，也不可避免的在储气罐中积累少量 的水，这将导致其排出的压缩空气也含有水分，进而影 响到地面液压控制系统的正常工作。为了避免该现象的 发生，可在空压系统处于非工作状态时，比如固井后的 候凝期间，把储气罐中累积的水放掉。
额定工作上推力：111KN；
适用钻具直径：∮60.3-178mm；
卡瓦行程：3米。
Байду номын сангаас
强行起下钻装置作业图
控制面板 重卡瓦 移动平台 移动卡瓦
工作台 固定卡瓦 典型尺寸
环形防喷器
液压缸
调整短节
液压控制调节压力的 泄放旋塞阀
单闸板防喷器
设备底座
调节压力的
泄放旋塞阀
泄放管线
升高短节 钻台
转换短节 调节压力的 管汇
五、主要附件
（1）开启与关闭舌板的液压副管
钢丝绳 保护层 金属管
五、主要附件
（2）液压副管固定器
五、主要附件
（3）钢丝绳固定器
五、主要附件
地面气动液压控制系统
六、对相关工程的要求
欠平衡钻井是一个系统工程，也
是一项具有极大风险的工程。井下封
井器的应用是其中一个重要的环节。
它需要相关工程的配合，同时也对其
不压井起下钻（管串）装置
底座及工作台尺寸 底座长×宽×高＝3.76×3.77×3.92m； 自带底座承载490kN（有钻机底座时 承载980kN）； 工作台面长×宽×高＝4.5×4.5×5.3m
提升扒杆参数 扒杆高度14m； 扒杆最大提升重力49kN。
主要配套设备或工具 发电机1台×200kW； 液缸液压控制系统1台，控制系统额定工作压 力10MPa； 2FZ28－35及控制系统，建议目前装FZ28－ 35或FZ23-21； 279.4mm×63.5mm自封头或279.4mm旋转 控制头1台； 液压油管钳。

本装置的作业条件与适应范 围 作业条件
采用本装置进行带压起下油管作业时，只需 ZF70型自封头（或旋转控制头）、油管定压 接头和常用井口防喷器配套使用，即能安全 地进行带压强行起钻下油管作业。 适应范围 井口下推力和钻柱（管串）重力均不超过 300kN。

美国CUDD公司 强行起下钻装置 主要由井口防喷器 组、支撑架、顶部托 篮、液压控制系统、 液体注入泵、管汇等 组成。
六、对相关工程的要求
3、对相关设备及工具的要求
（2）对套管头的要求
a 要求用卡瓦式套管头；
b 套管头侧口内径应不小于Φ 52mm。侧口 需通过连接液压副管与地面液压控制系统的高 压软管，该管外径大于16mm，且穿出的方式 用一个特制的金属钩子从环空中钩出。室内试 穿结果表明，套管头侧口内径小于Φ 52mm时 作业很困难。
到三相分离器 连接压井管汇
套管头
旋转头
环形防喷器
井口组合
闸 板 防 喷 器
汇注 和入 液、 控排 阀出 管
井下封井器
一、前言
近几年来，由于产层保护工作的需要， 全过程的欠平衡钻井问题日益受到重视。 研制一种能满足此要求的井下封井器也提 到了议事日程。目前有两种装置实现了不 压井提下钻作业。 1、强行不压井提下钻装 置； 2、井下封井器。在这里我们重点介绍 井下封井器在欠平衡钻井作业中的应用情 况。在国外威德福公司已成功的研制了液 压式井下封井器。该工具于 2003 年和 2004 年先后在克拉玛依油田的夏 72 井和克 89 井 上进行了应用。解决了欠平衡钻井过程中 的不压井起下钻问题。
六、对相关工程的要求
（2）对固井方式的要求
为了避免上述现象的发生，固井方式必须 选择内管柱注水泥。内管柱注水泥接头下至井 下封井器以下位置。注完水泥，顶替钻杆内三 分之二的钻井液后，立即提钻。严禁提出一个 立柱后循环洗井，已免将钻杆内的多余水泥浆 返至井下封井器位置，影响到井下封井器的开 启和关闭。
TESCO公司生产的“管子推拉机” （Pipe Push/Pull Machine）
特点
结构紧凑，占地面积少，可允许更多
的钻具立柱排放在钻台上； 该装置放在钻台上，使井架净空高度 不变，允许以立柱起下钻作业； 不需要操作人员站在“烤肉篮”里高 空作业，使作业更安全，而且从事强 行起下钻人员能站在钻台上工作便于 与司钻直接沟通；
不压井起下钻装置
欠平衡钻井的重要一环是 如何保持欠平衡状态完井， 而不压井起下钻（管串） 是欠平衡完井的一个重要 步骤。
我国在20世纪60年代后期开始不压 井起下钻装备的研究。70年代成功地研 制出了BY30－2型不压井起下钻液动加 压装置以及相应的配套装备，并于1987 年在原地矿部新疆沙参2井和1989年川 中矿区的金53井处理井喷失控时，采用 该加压装置强行下入Ф63.5mm外加厚 油管，取得良好效果。
操作人员能直接使用钻台上配备的常规工
具，既方便又节省时间； 由于事先已经组装完毕，可在较短时间内 安、拆，节省钻井作业时间； 由于结构简单，使用简便，安、拆方便， 因此只需要两个人，稍加培训就能操作； 采用独特钳牙，适用于各种不同规格外径 的钻具而无须更换钳牙。
技术规范：
额定工作下推力：222KN；
七、现场安装
3 高压软管及封堵法兰安装
由于液压副管允许弯曲的曲率半径较大， 无法直接从环空延伸到地面，需要软管进行转 换。当套管下至预定深度后，割断液压副管并 与高压软管相连，再将高压软管连接到封堵法 兰内侧（密封钢圈一侧）的螺纹接头上。 封堵法兰的作用是封堵套管头侧口。
七、现场安装
（井口连接示意图）
七、现场安装
1、井下封井器安装
装好井下封井器后把套管柱吊起，即将套管 柱重量悬挂在大钩上。通过副管接头先后连接井 下封井器关闭和开启的液流通道于手动液压泵 的出口上，开动液压泵进行一次关闭和开启的试 验，用此方法检验井下封井器在现场实际拉伸载 荷下的开关情况。
七、现场安装
2 液压副管卡箍安装
卡箍是用来保护液压副管并承担其重量的， 是在下套管过程中安装在套管接箍上的。原则上 每个套管接箍装一个卡箍，具体可按设计执行。 在下套管及安装卡箍的过程中，应注意保护液压 副管，避免其可能遇到刮、擦、碰、挤、压。
六、对相关工程的要求
（2）对固井方式的要求
井下封井器的开启和关闭是靠一个活动部 件的上下运动来实现的，而该活动部件则是暴 露在钻井液中的。若采用常规方式固井时，水 泥浆不可避免的与该活动部件及与之配合的外 套有所接触，且存在着水泥浆挤入其之间的缝 隙的可能性。替钻井液时难以将其清洗干净， 这些挤入缝隙的水泥浆凝固后，必然影响到该 活动部件的上下活动，极有可能将其固死。造 成井下封井器无法关闭的严重后果。