固井工具附件基础知识精品PPT课件
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第6章_固井工具
四、浮鞋、浮箍
guide shoe:用来引导套管柱顺利入井，接在套管柱最下 端的一个锥状体。 casing shoe:上端与套管相接，下端具有内倒角并以螺 纹或其他方式与引鞋相接的特殊短节。 float shoe:将引鞋、套管鞋和阀体制成一体的装置。
四、套管的受力分析
（2）、浮箍 1．定义 带回压阀并用混凝土浇注而成的能产生浮力的套管 接箍短节称为浮箍。 2．作用 用于技术套管或先期完成井，其作用与回压阀的作 用相同。
三、 固井胶塞
5.2下胶塞 由胶皮碗与内心组成。但内心是空的，有循 环孔，上部有橡胶隔膜。 下胶塞的作用：在注水泥浆之前，释放下胶 塞，用来隔开水泥浆与前置液。减少套管内 所注水泥浆的污染，同时擦净粘附在套管内 壁上的钻井液，并将其推挤到胶塞前面。当 下胶塞到达阻流板时，施加一个小压力即可 压破胶塞上部的橡胶隔膜，从而使水泥浆流 经胶塞，通过旋流短节等附件，被驱替到套 管与井壁之间的环形空间中。
五、扶正器
3．安放原则
要使扶正器能起到扶正作用，必须合理设计扶正器的安放位置、 数量及相邻两个扶正器之间的距离。 一般原则是：安放在油气层部位、井径规则和井斜方 位变化较大的井段。
4．分类 套管扶正器分为弹性扶正器和刚性扶正器，弹性扶正 器又弹簧式和焊接筋条式两大类。 (1)弹性扶正器按组装方式可分为焊接式、铆接式、组 装式、冲压式和限位式5种。 (2)弹性扶正器按形状可分单弓扶正器、双弓扶正器、 导流板式扶正器及小井眼扶正器。
二、固井水泥头
二、固井水泥头
1.1单塞水泥头结构
1-提环； 2-垫子； 3-水泥头盖子； 4-胶塞； 5-水泥头体； 6-密封圈压盖； 7-销子； 8-密封圈； 9-密封圈盒； 10-活接头； 11-销子密封圈压盖； 12-销子密封圈盒； 13-丝堵
固井工艺技术培训课件(PPT 77张)
的进行（开采、压裂增产，寿
命及产能）,对产能影响大
施工时不能直接观察，质量控制
往往决定于设计的准确性和准备 工作的好坏，受多种因素的综合
影响
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
一、固井技术现状
固井可能带来的危害
井喷——灾难性后果（墨西哥湾事故） 灌香肠、插旗杆——整井报废，单井段报废，经济损失巨大 挤毁套管——整井报废，单井段报废，经济损失巨大 油气水窜——单井段报废，降低开发效益 环空带压——开发隐患，增加作业成本、环境危害 超缓凝——延长作业时间、增加作业成本 返高不够——降低封固质量，增加补救作业成本 过早套损——单井报废，增加作业成本，降低开发效益
中国石油 西部钻探
固井工艺技术
报告人：李辉
2015年1月
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
汇报内容
一、固井技术现状
二、套管相关知识 三、套管附件及井口工具认识
四、固井作业基本认识
五、固井施工过程 六、固井质量检测标准
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
一、固井技术现状
现代固井的起源
起源 1919 年 Halliburton 在 俄 克 拉 荷马州成立新方法油井固井公 司 标志 独立于钻机的泵注系统 发展 借鉴建筑行业发展添加剂体系 固井设备仪器仪表 API标准
钻井工程技术研究院
中国石油 西部钻探
一、固井技术现状
现代固井技术的科学内涵
现代固井工程，隶属于油气井工程二级学科，是油气 井工程二级学科的一个主要分支。涉及到地质学、力学、 化学、油气井工程、机械工程、冶金工程、材料科学与工 程、管理科学、经济学等多学科，是一个系统工程。 现代固井工程，从工程实际角度，可以划分为固井工 艺技术与方法、固井水泥浆体系和固井装备与质量控制三 个单元。
固井基础知识
决定于设计的准确性和准备工作的好坏,受多种因素的综合影响；
影响后续工程的进行； 是一项花钱多的工程；
固井工程是准备时间长（1～2周）、施工时间短（1～2小时）、费
用高（占钻井成本的15% ～ 30%）、工序多、工作量大和技术性强 的工程。
一、固井概论
占 勘 探 开 发 投 资 比 例
高投资
居中（达到环空充填材料几何特征与强度均匀）
替净（实现流体置换完全与界面耦合紧密要求）
压稳（制止地下流体沿水泥基体周界运移窜通）
稳定（特定开采环境下产层枯竭前长期耐久性）
一、固井概论
保证固井质量的重要意义
完井工程和井底完成结构是实现开发效果的基本保证，固井工程是关 键环节； 水泥环层间封隔是后期作业、开采的保证；
除此之外还发生其他二次反应，生成物中有大量的硅酸盐水化产 物及氢氧化钙等。
一、固井概论
（2）水泥凝结与硬化
水泥的硬化分为三个阶段： 溶胶期：水泥与水混合成胶体液，开始发生水化反应，水化产 物的浓度开始增加，达到饱和状态时部分水化物以胶态或微晶 体析出，形成胶溶体系。此时水泥浆仍有流动性。 凝结期：水化反应由水泥颗粒表面向内部深入，溶胶粒子及微 晶体大量增加，晶体开始互相连接，逐渐絮凝成凝胶体系。水 泥浆变稠，直到失去流动性。 硬化期：水化物形成晶体状态，互相紧密连接成一个整体，强 度增加，硬化成为水泥石。
（l）对固井质量的基本要求
– 水泥浆返高和水泥塞高度必须符合设计要求； – 注水泥井段环空内的钻井液顶替干净； – 水泥石与套管及井壁岩石胶结良好； – 水泥凝固后管外不冒油、气、水，不互窜； – 水泥石能经受油、气、水长期的侵蚀。
（2）在固井中常出现的固井质量问题
下套管固井作业课件知识分享
➢ 制造套管的钢材是一种弹性材料：在外加拉应力作用下产生伸 长，当外加拉应力除掉以后，又恢复到它原来的长度。
➢ 只要这个外加拉应力小于或等于钢材弹性极限或屈服强度时， 当所施的外加拉应力除掉后就会恢复它原来的长度而不产生永 久变形。
➢ 所谓钢材的屈服强度指的是：在外加拉应力作用下产生一个伸 长，当伸长长度为原长度05%时，则这时的外加拉应力的值 叫作钢材的屈服强度。
➢ 例如：某钢材长度1m，它的截面积为2英寸2，在80,000磅拉 力作用下, 其伸长长度等于5CM, 则这种钢材的屈服强度＝ 80,000磅÷2英寸2 ＝40,000磅/英寸2
API套管物理性能
2、钢级标准：
➢ API标准允许7种级别的钢材用作油井套管材料。这 7种钢材分别是——H-40、J-55、C-75、N-80、C95、P-110、Q-125、V-150
API套管标准
1、长度标准：
代号 R1 R2 R3
长度范围（m） 5.49～7.32 8.53～10.05
10.97～12.80
最小与最大长度间变化范围（m） 1.83 1.52 1.83
1、圆扣套管从接箍端面量到公扣消失点的圆周线；
2、梯形扣套管从接箍端面量到公扣处▲符号的底线处；
3、无接箍套管及RL－4型隔水导管从母扣端面量到公扣台肩处；
4、ALT、ATD、ST－2型的隔水导管从母头台肩面量到公头定位销下 部处。
API套管标准
3、API套管丝扣规范：
➢API套管分为有接箍套管和无接箍套管（代号XCSG）两种。 ➢API有接箍套管丝扣分为长圆扣（LCSG）、短圆扣(SCSG)、 梯形扣(BCSG) 、气密封扣 ➢此外还有RL－4型扣、LS型扣、LS－2型扣、LS－2HP型扣 等等。 ➢API无接箍套管丝扣分为奥米加扣型、管端平坦线扣型（无 接箍套管扣，英文为EXTREME－LINE FORM）等
➢ 只要这个外加拉应力小于或等于钢材弹性极限或屈服强度时， 当所施的外加拉应力除掉后就会恢复它原来的长度而不产生永 久变形。
➢ 所谓钢材的屈服强度指的是：在外加拉应力作用下产生一个伸 长，当伸长长度为原长度05%时，则这时的外加拉应力的值 叫作钢材的屈服强度。
➢ 例如：某钢材长度1m，它的截面积为2英寸2，在80,000磅拉 力作用下, 其伸长长度等于5CM, 则这种钢材的屈服强度＝ 80,000磅÷2英寸2 ＝40,000磅/英寸2
API套管物理性能
2、钢级标准：
➢ API标准允许7种级别的钢材用作油井套管材料。这 7种钢材分别是——H-40、J-55、C-75、N-80、C95、P-110、Q-125、V-150
API套管标准
1、长度标准：
代号 R1 R2 R3
长度范围（m） 5.49～7.32 8.53～10.05
10.97～12.80
最小与最大长度间变化范围（m） 1.83 1.52 1.83
1、圆扣套管从接箍端面量到公扣消失点的圆周线；
2、梯形扣套管从接箍端面量到公扣处▲符号的底线处；
3、无接箍套管及RL－4型隔水导管从母扣端面量到公扣台肩处；
4、ALT、ATD、ST－2型的隔水导管从母头台肩面量到公头定位销下 部处。
API套管标准
3、API套管丝扣规范：
➢API套管分为有接箍套管和无接箍套管（代号XCSG）两种。 ➢API有接箍套管丝扣分为长圆扣（LCSG）、短圆扣(SCSG)、 梯形扣(BCSG) 、气密封扣 ➢此外还有RL－4型扣、LS型扣、LS－2型扣、LS－2HP型扣 等等。 ➢API无接箍套管丝扣分为奥米加扣型、管端平坦线扣型（无 接箍套管扣，英文为EXTREME－LINE FORM）等
固井工具及附件
第三节套管工具附件一、常用套管工具（一）吊卡1、套管吊卡规范（以CD吊卡为例）表5-23 套管吊卡规范（以CD吊卡为例）与管具公司人员起草的井口工具部分有些数据不一样管具公司多为斜坡吊卡和钻杆吊卡（二）、吊钳1、多扣合吊钳的技术规格表5-25 多扣合吊钳的技术规格2、单扣合吊钳的技术规格表5-26 单扣合吊钳的技术规格3、套管动力钳基本技术参数生日送什么礼物好表5-27 套管动力钳基本技术参数（三）、卡瓦表5-28 套管卡瓦名义尺寸及最大载荷二、常用套管附件（一）、引鞋(a) 铸铁引鞋(b) 水泥引鞋1－本体2－循环孔1－本体2－循环孔3－水泥石图5-3 套管引鞋1、水泥引鞋表5-29 水泥引鞋技术参数（mm）规格外径循环孔直径长度177.8 195 70 600244.5 270 80 600273 299 80 600339.7 365 90 6002、铸铁引鞋用生铁铸造而成，并加工有套管螺纹，生铁引鞋适用于中深井、井下正常的深井、定向井油层套管和井下条件复杂的技术套管，其特点是机械强度高，引导作用好，但可钻性差。
5-30 铸铁引鞋技术参数规格mm外径mm内径mm圆弧半径mm螺纹长度mm长度mm侧流孔个数最大最小最大最小外圆弧内圆弧127 1471 70 104 50 600 900 85.72 280 4 139.7 154 75 116 55 620 930 88.9 324 4 177.8 195 90 146 75 652 728 101.6 370 4 244.5 270 105 214 85 680 760 120.65 410 4 273 299 117 246 93 696 800 120.65 400 4 339.7 365 140 309 115 720 860 120.65 520 4 3、全钢引鞋结构作用同铸铁引鞋，选用35CrMo 以上的材质。
生日礼物送什么最好 （二）、浮箍、浮鞋1 2 3 41-本体 2-尼龙球 1-本体 2-金属半球 3-弹簧 1-上挡板 2-本体 1-本体 2-水泥石3-阀芯 4-水泥石 4-阀杆 5-阀座 6-水泥石 3-尼龙球 4-下挡板 3-尼龙球 4-阀芯图5-4 浮鞋 图5-5 浮箍2、浮鞋与浮箍的技术参数 （mm ）(三)、内管注水泥装置在大直径套管内，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。
固井设备及工艺ppt课件
和普通分级箍一样，全通径分级箍接 在套管串设计部位，下入套管串后，在套 管内下入专用工具，用内管注完一级水泥 后，通过专用工具打开循环孔进行第二级 追水泥作业，完成后完毕循环孔，起出专 用工具。
五、注水泥工艺技术
2、尾管注水泥工艺技术
(1) 尾管悬挂器
尾管悬挂器的型号按坐挂方式分为机 械式（包括轨道管式和J形槽式）、液 压式、液压—机械联合式。按锥体机构 分为单锥单液缸、双锥单液缸、双锥双 液缸。按功能分为常规式、封隔式、旋 转式、防腐型。
固井设备及工艺
2015年7月17日
固井技术重要性及存在问题 套管的类型 固井设备及工具 常规注水泥工艺流程 注水泥工艺技术
一、固井技术重要性及存在问题
1、现代固井技术的特点
独立专业体系 多专业交叉 多学科支撑 系统工程 一次性工程 隐蔽性工程 高投资 高风险 百年大计
一般为上百米甚至上千米。 水泥返高： 返升到地面。
16
二、套管柱的类型
2、生产套管（油层套管）
主要用途： 用以保护生产层；提供油气生产通道。 下深位置： 由目的层位置及完井方式而定。 水泥返高： 一般返至拟封固地层以上200m。若拟封层 为高压气层有时也需要返至地面。
17
二、套管柱的类型
3、中间套管（技术套管）
一、固井技术重要性及存在问题
固井可能带来的危害
作业水深：1524m 离岸距离：77km 油 公 司：BP 钻井承包商：越洋钻探公司 固井服务公司：哈里伯顿11人死亡，17人受伤，大面积海 Nhomakorabea受到严重污染
一、固井技术重要性及存在问题
井筒密封性没有建立或失效
环空注水泥质量差，未能封隔油气储层， 导致油气上窜
五、注水泥工艺技术
2、尾管注水泥工艺技术
(1) 尾管悬挂器
尾管悬挂器的型号按坐挂方式分为机 械式（包括轨道管式和J形槽式）、液 压式、液压—机械联合式。按锥体机构 分为单锥单液缸、双锥单液缸、双锥双 液缸。按功能分为常规式、封隔式、旋 转式、防腐型。
固井设备及工艺
2015年7月17日
固井技术重要性及存在问题 套管的类型 固井设备及工具 常规注水泥工艺流程 注水泥工艺技术
一、固井技术重要性及存在问题
1、现代固井技术的特点
独立专业体系 多专业交叉 多学科支撑 系统工程 一次性工程 隐蔽性工程 高投资 高风险 百年大计
一般为上百米甚至上千米。 水泥返高： 返升到地面。
16
二、套管柱的类型
2、生产套管（油层套管）
主要用途： 用以保护生产层；提供油气生产通道。 下深位置： 由目的层位置及完井方式而定。 水泥返高： 一般返至拟封固地层以上200m。若拟封层 为高压气层有时也需要返至地面。
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二、套管柱的类型
3、中间套管（技术套管）
一、固井技术重要性及存在问题
固井可能带来的危害
作业水深：1524m 离岸距离：77km 油 公 司：BP 钻井承包商：越洋钻探公司 固井服务公司：哈里伯顿11人死亡，17人受伤，大面积海 Nhomakorabea受到严重污染
一、固井技术重要性及存在问题
井筒密封性没有建立或失效
环空注水泥质量差，未能封隔油气储层， 导致油气上窜
固井技术知识培训课件
5、井身结构 每口井都要根据钻探目的和地质情况制定合理的井身 结构。它包括下入井内的套管层次、各层套管的尺寸和 下入深度 。 套管根据用途不同分为： 导 管 l 导管 表层套管 l 表层套管 l 技术套管 技术套管 l 生产套管
油层套管
完井协作 会
电测
组织工具
水泥实验
排管串
下套管
组织水泥、 设备
固井知识培训
1、固井 在钻成的井眼内下入一定尺寸的套管串，并在套管串与 井壁之间环形空间注入水泥浆进行封固的作业。 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和 水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理 的油气生产等目的， 固井工程包括： 1）下套管作业 2）注水泥作业
2、固井特点
4、固井的要求 固井工程是钻井工程中最关键复杂的作业，是百年大 计。固井质量的好坏关系到油井能否正常投产和油田寿 命的长短。固井质量的关键所在就是下入井内的套管柱 的强度和环形空间的密封问题。
l
l l
套管柱的设计必须保证该套管串的任何部位在相应的 井段有足够抗拉、抗挤、抗内压强度，以保证下入井 内的套管不断、不裂、不变形； 套管柱的连接必须保证用规定的上扣扭矩上紧丝扣， 保证套管连接的密封性。 环形空间的水泥环要求均匀和连续封固到预计的深度， 且要求水泥环与井壁及套管之间胶结和密封良好，以 保证环形空间不窜、不漏，满足油气井正常生产和分 层作业的要求。
注前置液
2、分级注水泥 利用分级箍把注水泥施工分成二次或三次完成的技 术 。 主要适用于： l 一次注水泥量过大，施工安全无法保证。 l 环空水泥浆柱过长，地层承受不了压力而发生漏失。 l 上下有隔层,但中间不需水泥封隔。 l 下部有气层，为防止水泥浆过大失重而影响固井质量。
固井基础讲解
固井防止层间流体互窜示意图
3、固井工程的特殊性 ➢是一次性工程,如果质量不好,一般情况下难以补救; ➢ 是隐蔽性工程,主要流程在井下,施工时不能直接观察, 质量控制往往决定于设计的准确性和准备工作的好坏, 受多种因素的综合影响;
➢ 影响后续工程的进行; ➢ 是一项花钱多的工程; ➢ 施工时间短,工序内容多,作业量大,是技术强的工程。
• 地面高压管汇 • 地面低压管线
• 井下分隔器
➢ 水泥承留器 ➢ RTTS分隔器 ➢ 桥塞
• 常用固井附件包括： 浮箍、浮鞋、扶正器、胶塞
刚性
弹性
固井材料 ➢ 水泥 ➢ 添加剂
水泥
目前国内外使用的油井水泥主要是硅酸盐水泥， 主要成分为水硬性硅酸钙。
根据不同井况的需要，API水泥分A至H八个级别。 此外还根据水泥抗硫酸盐能力进行分类，分为普通 型(O)、中抗硫型(MSR)和高抗硫型(HSR) 水泥分类：
固井基础知识介绍
固井工程基础介绍
固井工程基础介绍
➢固井概述 ➢固井工艺 ➢固井设备及工具 ➢固井材料
一、概述
1. 固井概念及常规作业程序 2. 固井的目的 3. 固井工程的特殊性 4. 固井质量评价
1、固井概念
狭义：向井内下入套管，并向井 眼和套管之间的环形空间注入 水泥的施工作业称之为固井。
• 固井泵车（撬）
• 批混车
• 灰罐车
固井工具
• 水泥头 • 循环头 • 地面高压管汇 • 地面低压管线 • 井下分隔器 • 固井附件
• 水泥头
套管水泥头（双塞）示意图 1－顶盖；2－密封圈；3－本体；4－释 放挡销；5－释放指示销；6－套管联接 短节
• 循环头
当套/尾管下入中途或下入套/尾管过 程中遇阻时，将循环头下端的套管扣或 分体短节连接于套管顶部，循环头上端 的接头连接于钻台至泥浆泵的管线上， 建立泥浆循环。
3、固井工程的特殊性 ➢是一次性工程,如果质量不好,一般情况下难以补救; ➢ 是隐蔽性工程,主要流程在井下,施工时不能直接观察, 质量控制往往决定于设计的准确性和准备工作的好坏, 受多种因素的综合影响;
➢ 影响后续工程的进行; ➢ 是一项花钱多的工程; ➢ 施工时间短,工序内容多,作业量大,是技术强的工程。
• 地面高压管汇 • 地面低压管线
• 井下分隔器
➢ 水泥承留器 ➢ RTTS分隔器 ➢ 桥塞
• 常用固井附件包括： 浮箍、浮鞋、扶正器、胶塞
刚性
弹性
固井材料 ➢ 水泥 ➢ 添加剂
水泥
目前国内外使用的油井水泥主要是硅酸盐水泥， 主要成分为水硬性硅酸钙。
根据不同井况的需要，API水泥分A至H八个级别。 此外还根据水泥抗硫酸盐能力进行分类，分为普通 型(O)、中抗硫型(MSR)和高抗硫型(HSR) 水泥分类：
固井基础知识介绍
固井工程基础介绍
固井工程基础介绍
➢固井概述 ➢固井工艺 ➢固井设备及工具 ➢固井材料
一、概述
1. 固井概念及常规作业程序 2. 固井的目的 3. 固井工程的特殊性 4. 固井质量评价
1、固井概念
狭义：向井内下入套管，并向井 眼和套管之间的环形空间注入 水泥的施工作业称之为固井。
• 固井泵车（撬）
• 批混车
• 灰罐车
固井工具
• 水泥头 • 循环头 • 地面高压管汇 • 地面低压管线 • 井下分隔器 • 固井附件
• 水泥头
套管水泥头（双塞）示意图 1－顶盖；2－密封圈；3－本体；4－释 放挡销；5－释放指示销；6－套管联接 短节
• 循环头
当套/尾管下入中途或下入套/尾管过 程中遇阻时，将循环头下端的套管扣或 分体短节连接于套管顶部，循环头上端 的接头连接于钻台至泥浆泵的管线上， 建立泥浆循环。
固井口工具及套管附件
4
1、卡盘式套管水泥头（双塞）
套管水泥头由顶盖、本体、释放挡 销、释放指示销、胶塞腔、套管联 接短节和阀门管汇等部分组成，如 图4-2所示。 释放下胶塞时，旋转退出释放下挡 销，下胶塞在重力和泵送液体推动 下离开下胶塞所在内腔（释放指示 销有显示），并沿套管内壁被驱替 至套管浮箍上。同样地，释放上胶 塞时，旋转退出释放上挡销，上胶 塞在重力和顶替液的推动下，离开 上胶塞所在内腔（释放指示销有显 示），驱替水泥浆并清刮套管内壁 直到与下胶塞重合、碰压为止。
固井井口工具及套管附件
中海油服油田化学事业部 2008年8月
1
第二讲内容
一、固井井口工具 二、固井套管附件
2
一、固井井口工具
3
水泥头
水泥头是注水泥施工过程的井口连接工具，用于连接套 管（或钻杆）和注水泥管汇；水泥头还用来安装胶塞， 通过胶塞释放挡销机构控制胶塞的释放，并根据胶塞释 放指示销判断胶塞是否释放。 按用途划分有套管水泥头、钻杆水泥头和尾管水泥头； 按尺寸划分有5“、7”、9-5/8“和13-3/8”。5“水泥头是 钻杆水泥头和尾管水泥头； 钻杆水泥头中有固定式水泥头和旋转式水泥头。 尾管水泥头是旋转式水泥头， 套管水泥头中有直接联接式水泥头、快速联接水泥头、 卡盘联接水泥头和卡盘快速配合联接水泥头。而直接式 联接水泥头中还分有分体水泥头和带有压力平衡管水泥 头。
插入浮鞋示意图
23
常用套管附件
半潜式平台内管固井
组成：浮鞋，或选用浮箍+内管 柱+套管头密封工具+送入管柱； 关键：套管头密封工具 适用：30”/20’’/13-3/8”套管
图4-22 浮鞋
1、卡盘式套管水泥头（双塞）
套管水泥头由顶盖、本体、释放挡 销、释放指示销、胶塞腔、套管联 接短节和阀门管汇等部分组成，如 图4-2所示。 释放下胶塞时，旋转退出释放下挡 销，下胶塞在重力和泵送液体推动 下离开下胶塞所在内腔（释放指示 销有显示），并沿套管内壁被驱替 至套管浮箍上。同样地，释放上胶 塞时，旋转退出释放上挡销，上胶 塞在重力和顶替液的推动下，离开 上胶塞所在内腔（释放指示销有显 示），驱替水泥浆并清刮套管内壁 直到与下胶塞重合、碰压为止。
固井井口工具及套管附件
中海油服油田化学事业部 2008年8月
1
第二讲内容
一、固井井口工具 二、固井套管附件
2
一、固井井口工具
3
水泥头
水泥头是注水泥施工过程的井口连接工具，用于连接套 管（或钻杆）和注水泥管汇；水泥头还用来安装胶塞， 通过胶塞释放挡销机构控制胶塞的释放，并根据胶塞释 放指示销判断胶塞是否释放。 按用途划分有套管水泥头、钻杆水泥头和尾管水泥头； 按尺寸划分有5“、7”、9-5/8“和13-3/8”。5“水泥头是 钻杆水泥头和尾管水泥头； 钻杆水泥头中有固定式水泥头和旋转式水泥头。 尾管水泥头是旋转式水泥头， 套管水泥头中有直接联接式水泥头、快速联接水泥头、 卡盘联接水泥头和卡盘快速配合联接水泥头。而直接式 联接水泥头中还分有分体水泥头和带有压力平衡管水泥 头。
插入浮鞋示意图
23
常用套管附件
半潜式平台内管固井
组成：浮鞋，或选用浮箍+内管 柱+套管头密封工具+送入管柱； 关键：套管头密封工具 适用：30”/20’’/13-3/8”套管
图4-22 浮鞋
第6章-固井工具PPT课件
。 (3)通过注水泥入口，将前置液和水泥浆泵入钻杆内。 (4)注水泥浆结束，关闭注水泥闸门，开挡销，通过顶
胶塞入口压胶塞。 (5)确认胶塞进入钻杆后，通过注替水泥浆入口泵入钻
井液，将钻杆胶塞顶替至尾管悬挂器，使钻杆胶塞与 尾管悬挂器内的尾管胶塞复合(此时泵压略有变化)。 (6)复合胶塞剪断固定尾管胶塞的剪切销钉后，随着顶 替一起在尾管里下行，直至碰压。 (7)井口释放压力，观察浮箍回压阀的工作状况。
(5)打开压胶塞阀门，进行压胶塞替浆作业。
(6)确认胶塞已离开水泥头后，关闭挡销，替浆结束后，根
据施憋压。关闭替浆阀门，候凝。待水泥浆初凝后卸掉水泥头
。
2021
二、固井水泥头
2.1双塞水泥头结构
双塞水泥头与单塞水泥 头结构基本相同，只是 加长了水泥头本体，同 时还装入了上、下两个 胶塞。
2021
五、扶正器
(3)刚性扶正器
这种扶正器属于焊接筋条扶正器，它主要应 用于水平井的水平段。
为提高固井质量、减少阻卡，又研制刚性螺 旋扶正器。 刚性螺旋扶正器的扶正条与轴线夹角为30度， 螺旋式比常规直条式更为优越。 一是当井壁不规则时，下套管过程 ，对螺
旋扶正器产生一定的横向分力，使扶正器产 生转动，从而减轻下套管的阻力；
第六章 固井工具附件知识
2021
固井现场
2021
水泥车
固井设备
2021
供水车
2021
灰罐车
2021
导管 表层套管
技术套管
油 层套管
2021
目录
一、循环接头 Circulating sub 二、固井水泥头 cementing head 三、固井胶塞 Cementing plug 四、浮鞋、浮箍 float shoe、flaot collar 五、扶正器 casing stabilizer/centralizer 六、联顶节 Landing Joint
胶塞入口压胶塞。 (5)确认胶塞进入钻杆后，通过注替水泥浆入口泵入钻
井液，将钻杆胶塞顶替至尾管悬挂器，使钻杆胶塞与 尾管悬挂器内的尾管胶塞复合(此时泵压略有变化)。 (6)复合胶塞剪断固定尾管胶塞的剪切销钉后，随着顶 替一起在尾管里下行，直至碰压。 (7)井口释放压力，观察浮箍回压阀的工作状况。
(5)打开压胶塞阀门，进行压胶塞替浆作业。
(6)确认胶塞已离开水泥头后，关闭挡销，替浆结束后，根
据施憋压。关闭替浆阀门，候凝。待水泥浆初凝后卸掉水泥头
。
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二、固井水泥头
2.1双塞水泥头结构
双塞水泥头与单塞水泥 头结构基本相同，只是 加长了水泥头本体，同 时还装入了上、下两个 胶塞。
2021
五、扶正器
(3)刚性扶正器
这种扶正器属于焊接筋条扶正器，它主要应 用于水平井的水平段。
为提高固井质量、减少阻卡，又研制刚性螺 旋扶正器。 刚性螺旋扶正器的扶正条与轴线夹角为30度， 螺旋式比常规直条式更为优越。 一是当井壁不规则时，下套管过程 ，对螺
旋扶正器产生一定的横向分力，使扶正器产 生转动，从而减轻下套管的阻力；
第六章 固井工具附件知识
2021
固井现场
2021
水泥车
固井设备
2021
供水车
2021
灰罐车
2021
导管 表层套管
技术套管
油 层套管
2021
目录
一、循环接头 Circulating sub 二、固井水泥头 cementing head 三、固井胶塞 Cementing plug 四、浮鞋、浮箍 float shoe、flaot collar 五、扶正器 casing stabilizer/centralizer 六、联顶节 Landing Joint
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02
固井井下工具
Cementing downhole tools
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)
固井胶塞
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： 隔开不同液体，刮净套管内壁上的钻井液或水泥浆。 完成碰压时给出碰压讯号，提示固井作业完成。 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。
水龙带接头(大小头、变径接头)
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。
注水泥管汇
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。
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。
固井工具附件基础知识
中原固井公司
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。
内容大纲
Table of Contents
01 固井井口工具介绍 02 固井井下工具介绍
01
作用： 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。 承受高压，适应多种工艺固井。 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。
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 。
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。
循环接头
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。
作用： 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
分类：按照作用形式可分为机械式(胶塞式)、液压式(压差式)。
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。
内管法注水泥器
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： 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。 防止大尺寸套管常规固井时产生过大的上顶力。
水龙带接头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。
作用： 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； 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。
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。
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。
套管引鞋
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。
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。
分级注水泥器
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。
采用原则： 地层不能承受一次注长段水泥浆形成的压力时。 两段目的层之间存在很长不需要水泥封固的井段。 长封固段注水泥作业难以满足一次完成施工设计要求。
套管浮箍、浮鞋
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： 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。 排挤管外钻井液，使其在井眼内上返，有利于清洗井壁。 注水泥后，可以防止水泥浆回流入套管内。 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。
下套管遇阻时上下活动套管。 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。
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。
固井井口工具
Cementing wellhead tools
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
固井水泥头
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。
套管扶正器
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： 扶正套管，保持套管居中，确保环空水泥环分布均匀。 防止套管在高渗透地层发生粘卡，确保套管顺利入井。 降低套管入井阻力，减小套管磨损。 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。