套管钻井技术讲解

2）Weatherford套管钻井系统
• 钻头直接接在套管上，钻头不可更换，要 立足于一只钻头打完全部进尺。所使用的 PDC钻头为特制，胚体由易钻材料制成， 通过一个特殊装置与套管相连。套管内预 先放置易钻的固井浮箍，钻至设计井深， 利用特殊装置将下部钻头胀裂落于井底， 进行固井。下次开钻时可将钻头体方便的 钻碎。Weatherford套管钻井系统应用比较 广泛，国内外已经应用300多口井，取得较 好的效果。
套管钻井的适用范围
• Tesco套管钻井系统由于可以在套管内更换 钻头和井下马达，因此，可以钻较深的井。 Weatherford套管钻井系统，由于只能用一 个钻头完成钻井深度，所以，多侧重表层 和技术套管的施工。
国内外套管钻井技术的发展状况
• 早在上个世纪50年代许多陆上公司用油管 钻生产井，钻打油气层后对油管进行固井， 钻头留在井下的方式，可以说是套管钻井 技术的开始。而真正利用套管进行钻井作 业始于 1990年，在1996年至1998年套管钻 井技术得到快速发展
套管钻井的分类
• Tesco套管钻井系统 • 用生产套管作为钻杆同时进行钻井和下套管作业。 套管把水利能量和机械能量通过钻井锁传给下部 钻具，钻井锁的作用是把钻具与套管进行机械连 接和液压密封，同时通过钢丝绳和取出装置可以 将下部钻具取出，进行更换钻头和马达。在大多 数套管钻井的实践中，要在导向钻头上使用管下 扩眼器，把钻头孔径扩大到最后的井眼直径。以 便套管通过。
地面套管扶正装置
• 在套管钻井中也起了很大的作用。它是一 种遥控的液压动作扶正臂，可以前后左右 移动，保持套管居中，防止套管错扣。该 装置的使用，提高了接套管的速度，尤其 在有风的天气情况下，可以提高下套管的 速度，保证安全作业。
套管钻井专用钻头
• 本体是特殊的铝合金材料制成，保径齿和切削齿 为聚晶金刚石复合片，镶在钻头底部和侧面的3个 呈“Y”型刀翼上，与一般PDC钻头不同的是齿形 为椭圆形，因此切屑作用更强。喷嘴是铜制成， 喷涂内涂层，增加抗冲刷能力，并可以钻掉。钻 至设计井深后，上体套管0.5m，投球开泵钻头内 的活塞下行，将带有喷嘴的中心部分推出，将刀 翼推向井壁，这样留在井底的只是可钻材料本体 和喷嘴，因此，可以被下一只钻头钻掉。 • 特殊司扣的套管：可以承受钻进扭矩和拉伸力。
• 钻头实际是领眼钻头，先钻出领眼再通过 扩眼器把井眼扩大到套管可以下入的尺寸。 可回收钻具是通过钢丝绳在套管内解锁后 回收。目前试验井只在表层套管和技术套 管钻井，一般不进行裸眼测井。 • 套管夹紧驱动头。（未见详细结构） • 快速联结顶驱（方钻杆）和套管柱，使接 单根便捷快速。主要有外卡式，将套管外 面夹紧并锁住，实现快速连接之目的。
套管钻井施工作业程序 （Weatherford套管钻井）
• 1）接套管钻井矛并与顶驱连接； • 2）从大门坡道吊起带钻鞋的第一根套管，到钻台； • 3）下放入转盘，坐放套管卡瓦，上安全卡瓦，打开吊卡； 图9-2-3 套管钻井专用钻头 • 4）将第二根套管从滑道吊至大门坡道； • 5）用套管扶正装置夹住套管，用液压大钳上扣； • 6）套管钻井矛插入套管，必要时用套管扶正装置扶正居中；右转1/4 圈使与套管密封连接； • 7）提起管柱，取出卡瓦，打开卡盘前要确保套管矛与套管已经连接 可靠； • 8）摘除安全卡瓦； • 9）缓慢下放套管； • 10）坐放套管卡瓦，上安全卡瓦；
• Tesco公司就已完成20余口井的钻井作业。套管 钻井技术可以应用于各种直井、定向井、水平井 和开窗侧钻井，目前井深已超过2000m。 • Weatherford套管钻井系统应用比较广泛，国内外 已经应用300多口井，取得较好的效果。 • 国内大港油田在摊海探井和赵东油田开发井的13 3/8”表层套管钻井中使用Weatherford套管钻井技 术成功钻井25口，其中赵东油田开发井24口，总 进尺6143m，最高单井机械钻速243.6m/h，这是 套管钻井在中国首次大规模应用。国内其他油田 及渤海也正在引进和研究这套技术。
套管钻井意义
• • • • • • • ⑴节省钻进时间； ⑵减少井下事故； ⑶改善井控状况； ⑷保持其下钻时钻井液的连续循环； ⑸改善水利参数、环空上返速度和清洗井筒状况； ⑹可以减小钻机尺寸，简化钻机结构，降低钻机费用； ⑺节省与钻杆和钻铤有关的采购、运输、检验、和更换等 过程有关的大量人力、物力、财力； • ⑻若在钻穿产层井段使用，由于可以直接进行完井作业， 大大减少钻井液对储层的浸泡时间，降低对储层的伤害， 有效的保护油气层。
套管钻Hale Waihona Puke 技术刘 钺套管钻井概念
• 套管钻井技术是指在钻进过程中，直接采 用套管向井下传递机械能量和水利能量， 井下钻具组合接在套管柱下面，边钻进边 下套管，完钻后做钻柱用的套管留在井内 做完井用。套管钻井技术将钻进和下套管 合并成一个作业过程，钻头和井下工具的 起下在套管能进行，不再需要常规的起下 钻作业。
• 套管刚性扶正器。 螺旋形状，起扶正套管的作用。 。带捞沙滚筒的绞车，用来打捞井下钻具， 及时换钻头和泥浆马达。
Weatherford套管钻井工具
套管钻井矛
• ⑴套管钻井矛。图9-2-1 • 由1个1.5米长的短节、安全阀、旁通阀、升高短 节、H-E套管矛、套管矛解封装置和牛嘴组成， 一端与顶驱连接，另一端可以插入套管里，通过 下压和左右旋转即可上、卸扣，简化了接套管的 操作程序，节省了套管上扣时间，保证了安全作 业。值得一提的是，这种套管钻井矛也可以用于 下套管作业，在下套管遇阻、遇卡时可以开泵循 环，转动套管，减少阻力和上提拉力。
套管钻井特殊工具 1．Tesco公司工具
• 以套管作为钻杆进行钻进，套管把机械能 量和水利能量传递给悬挂在套管底部可回 收钻具。可回收钻具由密封器、轴向锁定 器、止销、扭矩锁定器、泥浆马达、扩眼 器、钻头等组成。
• 密封器用来密封套管和钻具环械环形空间； 轴向锁定器使套管和钻具眼轴向锁定，防 止钻具沿套管轴向串动；止销、扭矩锁定 器使套管和钻具固定一起，传递扭矩；泥 浆马达即短螺杆钻具，在泥浆的作用下使 螺杆转动，带动钻头和扩眼器转动，破碎 底层达到钻进目的。