膨胀式尾管悬挂器

膨胀式尾管悬挂器
操作程序图解：
尾管固井
胶塞顶替 水泥浆 膨胀尾 管悬挂器
坐封后 坐封工具丢失
目录
1.0 系统介绍 (4)
1.1 VersaFlex™ 尾管悬挂器/封隔器的描述... (4)
1.2 VersaFlex™ 系统一般特性 (4)
2.0 技术说明 (7)
2.1 尾管悬挂器操作模式 (7)
2.2 悬挂可靠性 (7)
2.3 坐封 (7)
2.4 尾管顶部封隔器 (7)
2.5 设计图案 (7)
3.0 技术说明书 (8)
3.1 7.00” x 9-5/8” VersaFlex™尾管系统 (8)
4.0工具清单 (11)
4.1 7.00” x 9-5/8” VersaFlex™工具清单 (11)
4.2 服务项目 (12)
4.3 落井 / 维修损伤... (13)
4.4 现场作业步骤 (13)
1.0 系统介绍
1.1 VersaFlex TM尾管悬挂器/封隔器的描述
该系统由VersaFlex TM膨胀式尾管选挂器和整合的密封件总成组成，上部有可回接的抛光筒，加上坐封工具总成连接，下部变扣接头连接尾管悬挂器和下部尾管，同时配套哈里伯顿独特优质的固井井下附件。

VersaFlex TM尾管悬挂器/封隔器选择有最大膨胀系数好性能的合金材料制造，密封材料选择耐高温和性能好的氟化橡胶Viton。

如果氟化橡胶不能适应井筒条件，也可用其它合适的密封件。

密封件提供密封，也为尾管悬挂器提供悬挂能力。

如果坐封在9-5/8”套管中，单个胶筒能悬挂500,000磅的重量。

坐封在9-5/8”或更大套管里的VersaFlex TM尾管悬挂器，由五个这样的密封胶筒组成。

坐封在7-5/8”或更小套管里的VersaFlexTM尾管悬挂器，由三个这样的密封胶筒组成。

VersaFlexTM尾管悬挂器/封隔器的本体不包含机械坐封机构，或类似于卡瓦，液压缸或活塞等外部组件，液压坐封机构整合在坐封工具总成内，因此减少了悬挂器在生产中的潜在漏失点，使得悬挂器密封更可靠，坐封后坐封工具可回收。

下入或固井时，VersaFlex TM尾管悬挂器/封隔器按需要可以旋转、上提下放。

不同系统允许的扭矩值不同，可以在哈里伯顿工程师确认。

坐封后悬挂器就不可以旋转了，因为密封胶筒已经膨胀到套管上了，不允许旋转或移动悬挂器。

VersaFlex TM尾管悬挂器/封隔器总成上面连接坐封工具，下部通过变扣接头连接到尾管上。

这个变扣接头下部有公扣连接到尾管上。

坐封工具通过棘爪机构与膨胀管本体相连，这省去了所有通常尾管坐封工具用丝扣与尾管挂连接的方式。

膨胀管本体设计成易于让钻头、磨铣工具和测井工具通过的尺寸。

尾管悬挂器膨胀前内径不小于下面尾管内径，对下部尾管没有缩径限制。

整个总成最小内径位于变扣接头公扣处，该公扣被做成最佳的与尾管连接的尺寸。

尾管悬挂器使通过液压坐封工具来打压来完成悬挂器的坐封的。

这一独特系统提供一个必要的膨胀结构，固井封隔密封，套爪总成来承接尾管的重量并将这个重量传递给钻杆和膨胀指示器总成。

为达最高的可靠性，下入/坐封工具总成具有第一和第二丢失功能。

根据尾管悬挂器/封隔器本体几何特征，这种尾管固井作业质量相比传统尾管挂的的质量提高了。

径向流动通道使得我们在地表用较低的压力就可以使泥浆更快更好的循环。

优质哈里伯顿尾管胶塞被下入到坐封工具底部的孔中连接一个压力平衡接头和可旋转接头上。

用钻杆胶塞和小球来释放水泥塞。

哈里伯顿也提供一整套的可能在尾管作业时下入的优质固井附件。

此悬挂器的特殊设计实际上消除了在完成尾管固井后在尾管顶部再挤水泥作业的需要。

当利用“Tack and squeeze跟踪挤注”先进固井方法，由于密封件组具有密封能力，不再需要操作的挤水泥。

熟悉VersaFlex设计和操作标准的哈里伯顿工程师能够为每一次施工设计极好的固井方案。

标准的可回接的抛光筒是在最小125,000 Psi的屈服强度下制造的（其它级别的可以通过特殊定做获得）。

一些情况下，抛光筒是在悬挂器本体上的一个部分，它最小的屈服强度是8,000 Psi。

抛光筒的设计是提供合适的结构和，可以和密封插管总成回接。

可回接的抛光筒密封表面要控制在正负0.005英寸的公差，来保证最佳的密封能力，使密封挤出的缝隙最小来获得最大的密封压力能力。

1.2 VersaFlex TM系统一般特性
• 尾管悬挂器和尾管顶部封隔器被设计成一个整体部件，这消除了潜在的泄漏途径。

• 封隔器胶筒设计允许高循环速度。

• 在没有诸如卡瓦、液压缸、壳体等外部组建的情况下，可以改进的液体循环的速度。

• 固定尾管长度下，用更少产生应力支撑套管。

• 对支撑套管无物理损伤，不用卡瓦卡入支撑套管
• 尾管悬挂器/封隔器系统包含在坐封工具总成内，机械操作时消除潜在泄漏可能。

下面的图示强调了传统尾管悬挂器技术与VersaFlex尾管悬挂器可膨胀技术的质的区别。

VersaFlex与传统式尾管悬挂器
的对比
强调:
–尾管悬挂器悬挂机理不同；
–潜在泄漏通道少；
–潜在机械故障少；
–复杂和简单的对比，一目了
然。

2.0 额外技术说明
2.1 尾管悬挂器操作模式
只有一个来自哈里伯顿版本的VersaFlex尾管悬挂器是可用的。

VersaFlex尾管悬挂器是一种膨胀式尾管悬挂器，它下入井内或固井作业期间可以旋转。

但是由于机械（膨胀）坐封的设计，在坐封后，它就不可能旋转了。

2.2 悬挂可靠性
VersaFlex尾管悬挂器不用卡瓦挂在尾管上。

它用多密封件来支撑尾管的重量，并提供充足的密封能力。

支撑套管强度应不影响尾管悬挂器支撑尾管的能力。

2.3 密封性
VersaFlex尾管悬挂器系统里没有动态密封，因为设计上消除了该装置。

固井压力隔离通过坐封总成上的密封坐落到尾管悬挂器坐封套经过精密加工的表面上提供。

2.4 尾管顶部封隔器
尾管顶部封隔器是VersaFlex尾管悬挂器系统整体的一个组成部分。

悬挂和密封机械装置由密封件提供，它的型号根据单个支撑套管的大小和重量设计。

这一设计也允许进行即时的尾管顶部压力完整测试。

3.0 工具技术参数
哈里伯顿
VersaFlex数据单
7-5/8”X9-5/8”磅/英尺VersaFlex尾管悬挂器/封隔器，携带 10英尺抛光回接筒
P/N-SAP：101325858
套管型号：9-5/8”
套管重量：47磅/英尺（壁厚：11.99mm）
最大外径引鞋：8.50”
最大本体外径：8.32”
旁通面积：2.91平方英寸
最小内径：6.745”
抛光筒内径：7.755”
PBR长度：10.0ft
下部扣形：7 5/8” 33.7 lb/f New Vam
整体长度：28.0 ft Ref.
破裂压力：11，363psi
挤毁压力：6921psi
工作压力：5000psi
下入悬挂能力（空气中）：411 Kips
最大扭矩：15，500 ft-LB
材料：专利产权
密封件：Viton
服务：标准
温度：300F
哈里伯顿
VersaFlex膨胀式尾管器坐封工具数据单P/N-SAP 101326342
套管型号：9-5/8”
套管重量：47磅/英尺
配套尾管挂：101325858
最小内径：2.44”
上部扣形：NC－50 （4.50IF）母扣
抛光筒内径：7.7550”
最大本体外径：8.32”
通过区域：2.91平方英寸
基本球尺寸：2.5”
承受张力（空气中）：604 Kips
服务：标准
紧急释放力：12k－192kips
通径要求：用2“钻杆辅助设备
VersaFlex尾管器下部变扣接头
P/N-SAP TBA
套管型号：9-5/8”
套管重量：47磅/英尺
最大外径：8.528”
最小内径：6.350”
上部扣形：7 5/8” 33.7 lb/f New Vam 母扣
下部扣形：5-1/2” 26ppf(12.09mm)NEW VAM 公扣长度：ref. 18.0”
工作压力：5000psi
材料：TBA
最薄弱处最大扭矩：TBA
服务：标准
4.0 工具清单
TM
ITEM QTY SAP P/N Description
Unit Measure
1 1 TBA 7 5/8” x 9-5/8” VersaFlex Integral
Hanger/Packer膨胀式尾管悬挂器/封隔器
each
C/w 10 ft Tie Back receptacle
9 7/8” 62.8# Casing
7 5/8” 33.7# New Vam Pin Down Std Service
Hanger Max OD: 8.315"
Min ID : 6.745"
Setting sleeve : Yes
Packer Elastomner : Viton
Packer Body Metallurgy : Alloy
Lower Thread : 7 5/8" 33# NEW Vam Pin
Service Rating : Standard
2 1 TBA Crossover to Liner 7 5/8" 33# NEW Vam
Box
变扣接头（连接尾管挂和尾管的变扣）
each
Bottom Thread : 5 1/2" 26# NEW VAM Pin
Max OD : TBA
Min ID : TBA
Material : Alloy 125
Length : 18"
Standard Service
6 1 101324171 7.75" Tie Back Seal Unit stinger
Assembly.
7.75”回接筒的密封插管
each
Elastomer :Nitrile
Body Metallurgy : Alloy80合金
Top Thread : 7" 29#（12.65mm） NEW
Vam Box.
7 1 9 5/8" Setting Tool Redress Kit
坐封工具维修包
each
Float Equipment 固井浮动附件each 8 1 5 ½ inch SSR Top Plug w/ Drill Pipe Dart,
SSR顶部胶塞
each
9 1 5 ½ inch Super Seal II Float Collar P110
5-1/2” 26# NEW VAM Box x Pin，固井浮箍
each
10 1 5 ½ inch Super Seal II Float Shoe Down
Jet ，Connection
固井浮鞋 5-1/2” 26# NEW VAM Box扣
each
11 1 固井保障工具-遇油膨胀式管外封隔器
Cement assurance tool-Swell Packer
each
见第5章介绍
12 1 Super-Fill™ Tieback (TB) Equipment
超级灌浆回接固井节箍
each
见第6章介绍
4.2 服务工具清单项目
7 5/8" × 9 5/8" VersaFlex Liner Hanger System
Introductory Offer, Prices subject to change on any following orders.
Rental Tools租赁的工具
326893 ELH Setting Tool Assy.
尾管挂坐封工具租赁费（5天价
格）Min rental 5 days
1
328444 ELH Setting Tool Additional
Days 坐封工具租赁费5天外天
数价格，每天价格
Per day/man variable
SSR Equalizer Assembly固井胶
塞释放平衡器总成
Per job 1
SSR Equalizer Assembly-
Redress 固井胶塞平衡器维修一
次
Per job 1
410991 9 5/8" Setting Tool Redress Kit
坐封工具工具维修费，每套
Per run 1
Include pressure test assembly
包括试压测试工具等
Personnel*人员
328460 Service Technician plus mileage
Per day 1
and subsistence 现场服务专家服
务费
4.3 落井和损伤价格
4.4 现场作业步骤
下入井内
下入井内前
1. 检查所有从地面拿起的接头，确保它们在通径前后洁净没有受到腐蚀
2. 用3英寸通径规通径。

避免碰到钻杆上的丝扣油。

3. 循环波动压力得到井身结构和泥浆流动点（YP）、孔隙空间（PV）。

_ 注释: 循环时必须加筛网。

给其它单元泵送时也需要筛网。

不要在固井作业时下筛网。

4. 将VersaFlex尾管悬挂器放置在管柱套管鞋上方干净的区域。

如果该区域水泥已被钻开，最好先通径确保套管清洁。

阅读VersaFlex尾管悬挂器定位说明获得套管坐封信息。

5. 用新泥浆顶替水泥胶塞。

6. 下入时，不要加超过108,000 lbs的压力 (工具上的8个剪切销钉决定了受力范围) 。

销钉是用于紧急情况下释放工具。

进一步下放5至6寸，从尾管上释放坐封工具。

7. 下入时尽量不要旋转管柱。

工具上有反扣安全接头，旋转将导致掉扣。

下入步骤
1. 下入尾管和VersaFlex尾管悬挂器系统。

下入最佳速度应在套管井和裸眼井中计算。

_ 注释: 有必要计算下放速度、浮力和机动压力。

遇阻前同时最好预测扭矩和磨阻。

2. 下钻时保持管柱内部充满钻井液。

最少保持每五组钻杆灌浆一次。

这将确保系统压力平衡。

3. 根据尾管悬挂器的系统参数，保持循环，上提下放VersaFlex尾管悬挂器。

_ 注释: 固井附件很可能成为循环速率限制的弱点，而不是VersaFlex尾管悬挂器坐封工具。

4. 如果尾管在计划外的深度卡住，则检查意外情况。

固井作业步骤
1. 循环当量循环密度(ECD).
2. 当尾管悬挂器下放到预定深度，通过重量指示器记录上提和下放重量。

3. 建议隔离液包括前置液，如果可能，配备密封胶筒调节装置。

在VersaFlex尾管悬挂器后侧，隔离液置换泥浆以确保泥浆量使泥浆不返到悬挂器之上。

_注释: 如果用常规方法固井，水泥顶部应距尾管悬挂器300英尺。

如果水泥需要循环到尾管上方，用凝固较慢的水泥，让球有充足的时间坐在球座上，这个时间应为安全时间的两倍或3.5小时（无论哪个更大）。

4. 安装固井尾管和固井管汇。

5. 泵出隔离液
6. 如果下入，投球到SSR塞底部。

选用参考每分钟尺码数。

(如果是哈里伯顿树脂球,则为200 ft/min).
7. 按固井时间注入水泥。

坐封脱手投球时，除注入时间外，留出凝固时间。

_注释: 如果固井时管柱上下移动，不要下放大于额定的数量。

这由尾管悬挂器销钉数目来决定。

所允许的力根据使用销钉量的多少而改变。

如果钻井时井下有问题，则考虑固井时不上下移动管柱。

8. 投钻杆胶塞坐上部的SSR塞上。

_ 注释: 考虑钻井平台上清洗固井管线，防止将水泥溅到顶部胶塞上。

9. 打压，使系统压力大于循环压力500psi，这表明上部SSR塞已经到底。

_ 注释: 压力上升后，通过对比置换容积，确保胶塞到达底部。

_ 注释: 哈里伯顿服务专家应在水泥车上检验排量。

尾管悬挂器膨胀坐封与坐封工具脱手
膨胀前
理想状态下该方法应该在静压下进行。

如果尾管被放置在底部, 下放的重量不可超过使用销钉所能承受的最大重量。

一旦下到底部, 上提工作管柱。

如果工作管柱中含机械震击器或液压震击器，它们的冲程必须处于开启状态。

尾管上部不应该承重. 如果尾管上部有重量, 工具锥体将会向下运动，当坐封工具下降5-6英寸后坐封工具将会脱手。

1. 提前设置好液压阀和破裂盘的压力，以保证不会超过最大系统压力
2. 根据泥浆黏度，重量及坐封深度计算投球时间。

3. 当打完水泥之后, 用尾管探底，然后上提尾管至少3英尺。

4. 坐卡瓦以保证管柱在整个尾管坐封过程中不会向下移动。

5. 投球。

小球直径必须是2-7/8英寸。

小球将坐在靠近管柱上部的尾管悬挂器坐封工具内。

给充足的小球下落时间。

注释: 一旦投球，紧急脱手小球将不能再被使用。

此时查看压力和流量的变化。

6. 回顾小球无法坐封的应急措施。

注释: 压力一旦上升, 流体将会把小球坐到坐封工具上，这将打开转向孔，膨胀开始。

球座有8根1/4-20剪切销钉。

销钉剪切一共需要935psi。

膨胀
1. 在等待小球下落时与所有人员一起回顾一边安全操作方法
2. 根据水泥塞的类型计算最大系统压力。

哈里伯顿铝制水泥塞最大系统压力如下所示：
10,000 psi + 水泥塞到达预计位置时压差3000 psi +树脂塞压差
3. 开安全会议，讨论尾管悬挂器膨胀坐封程序。

确保重要人员的通讯顺畅。

4. 在固井管汇上安装高压管线，安装压力数据系统以记录膨胀时的压力。

5. 以8000psi给高压管线试压。

.
6. 在膨胀前确保所有坐封工具上的循环或分流工具处于关闭状态。

7. 打压至4000psi开始坐封，膨胀时使液压泵保持一个较低的速率。

(1/4 bbl/min 或者缓慢打压以保持压力直至完全坐封，完全坐封后压力会降低) 固井队将在膨胀时记录压力，速度和体积。

8. 膨胀时需要的泵量可将坐封工具上的旁通孔打开。

压力下降证明坐封已完成。

注释: 当锥体把压力传到坐封工具底部的旁通孔时, 压力将下降，膨胀停止。

地面压力下降表明锥体已经完成其行程。

9. 如果当接近最大可允许压力时压力还没有下降, 放空钻杆等待小球下落（15分钟或更长）同样的程序重试一下，如果还没有效果, 再等15分钟然后讨论紧急措施。

10.下放5英寸以释放套爪。

下放重量不能超过50,000 磅. 只有当管柱遇阻时才允许旋转。

11.上提坐封工具（至少5英尺, 注意悬重）。

注释: 如果 VersaFlex 尾管悬挂器的超载重量超过管柱重量150,000磅或者更多，
工具不能解封。

12. 检查以确定当在地面转动管柱时坐封工具是否会遇阻。

13. 如果坐封工具无法从尾管悬挂器中回收，请回顾紧急措施。

14. 如果坐封工具被成功回收，缓慢从尾管悬挂器膨胀部分提出膨胀锥体。

注释: 超载提升重量从50,000到110,000磅不等，取决于膨胀锥体在 VersaFlex 尾管悬挂器中的位置。

测试可膨胀尾管悬挂器
根据客户指定要求，推荐程序如下：
1. 上提尾管顶部然后反替，推荐最小反替两个工作管串的容积。

如果水泥被替出井眼，继续反替直至井眼被清干净，水泥也不再被替出。

排水孔有6-1/2 平方英寸面积可排水，而坐封工具不能象排水孔那样排水。

循环可随时进行。

2. 侯凝。

正向试压
1. 关闭环空，打压(关上半封或万能)。

尾管顶部压力大小需基于以下数据：
地面压力+ 尾管顶部静压力
2. 确保压力不超过管柱内挤外压最大压力。

如果超过，必须在可能出现问题的深度下放一封隔器以监测有无渗漏。

3. 如果客户决定不等凝固后再坐封，确保SSR胶塞可以承担压力。

当监测放空时，需憋压一段时间（指定的）。

成功的测压将显示于压力在指定的时间间隔内改变的范围。

反向试压
为决定反向试压的方法，压力必须由在尾管上部的管柱外侧的工作压力决定，有两种进行反向试压的方法：
减轻内部流体的重量以造成尾管内外压差，使用一下方法：
1. 下入封隔器。

2. 用较轻液体替换较重的钻井液。

3. 当适当的液体被替出后,封隔器旁通被关闭，地面压力被放空
用这种方法，很容易决定是否有液体流入（用连接上软管的钻台管汇在管柱上安装一个阀门，其中软管接入一桶水中如果有液体流入, 桶内将出现气泡）
用一下方法降低套管内流体液面：
1. 下入封隔器。

2. 注入氮气置换流体。

3. 坐封封隔器，放空氮气。

这种方法也可以像上一种方法一样在地面监测，可以用筒内软管测试内流或是打压。