第十四节 钻水泥塞..

第十四节钻水泥塞

一、学习目标

掌握钻水泥塞的工作原理，能够正确使用螺杆钻具和修井机转盘钻水泥塞。

二、使用工具

修井起重设备1套、螺杆钻具及附件1套、方钻杆1根、水龙头1个、水泥车或钻井泵1台、水龙带1根、转盘1套等。

三、操作步骤

（一）使用螺杆钻具钻水泥塞操作步骤

1．通井：用小于套管内径6～8cm的通井规通井至欲钻灰面。

2．下钻塞管柱。

（1）检查螺杆钻具转动部分的灵活程度。检查方法是用1200cm管钳固定螺杆钻具壳体，再用900cm管钳卡住转动部分，一只手轻压正转，能转动即可。

（2）将钻头接在螺杆钻具的下端转动轴上。

（3）将螺杆钻具及辅助井下工具按顺序下入井内。钻具组合顺序自下而上为：钻头+螺杆钻具+φ73cm加厚短节+滑套短节+φ73cm油管短节+缓冲器+井下过滤器+φ73cm加厚短节+φ73cm加厚油管。

（4）下油管5根后，井口装好自封封井器，再继续下油管至螺杆钻具距水泥塞面以上约5m时停止下入。

（5）连接钻水泥塞施工地面循环管线。注意：地面管线中要接好地面过滤器。

3．钻水泥塞施工

（1）水泥车或修井泵以500～600L/min的排量正循环洗井，待循环洗井正常后，缓快下放钻具，钻具钻至水泥塞面后，观察拉力计，保持钻压在5～10kN的范围内匀速平稳钻进。

（2）钻完一个单根后，上提下放划眼3次并循环洗井一周后停泵。

（3）接另一个单根，继续开泵钻水泥塞，重复操作步骤（1）、（2），直至将水泥塞钻完。

（4）水泥塞钻完后，要用干净的修井液充分循环洗井二周以上，将井内灰渣全部洗出，

结束钻水泥塞施工。

（二）使用修井机转盘钻水泥塞操作步骤

1．检查转盘，做好钻塞准备工作。

2．下钻施工

（1）将钻头长度、直径（小于套管内径6～8cm）测量准确，并绘制草图。

（2）将钻头连接在下井的第一根钻杆底部，同时也将水龙头与水龙带、方钻杆与水龙头接好。

（3）下钻接近水泥塞面10～10m左右后缓快下放探灰面，探得准确灰面后，在与套管四通平齐位置打好记号，将探方入那根钻杆起出，量出方入长度，并计算出灰面深度。

（4）将放入鼠洞的方钻杆挂好吊卡提起与井口钻杆对接上紧，补心放入转盘内（补心用螺丝连接牢固），同时连接好水龙带与水泥车（或钻井泵）的管线。

3．钻塞施工

（1）开泵正循环洗井一周，合转盘离合器，低速转5～10min正常后，加压钻进（钻压控制在10～25kN，转速为60～120r/min），环空上返速度＞0.8m/s。

（2）每钻进一根单根，要大排量洗井20min以上，同时上提下放钻具划眼1～3次，速度不能过快，划眼后停泵起方钻杆，卸掉方补心螺丝，取出方补心，卸掉方钻杆，放入鼠洞，接好单根下入井内再连接好方钻杆，补心放入转盘内，补心用螺丝连接牢固，开泵钻进。重复上述动作，直至钻塞完毕。

（3）充分洗井二周以上，起出全部钻具结束钻水泥塞施工。

四、技术要求

（一）质量控制

1．钻水泥塞前必须检查修井液质量，一定要干净，严禁不符合设计要求的修井液入井。同时，确认水泥塞上无金属杂物，否则应先打捞干净再钻水泥塞。

2．在钻水泥塞过程中，如果出现钻柱反转，应立即上提或减小钻压。

3．水龙带及活动弯头，必须栓好保险绳并挂在游动滑车大钩上。

4．方补心必须用螺栓连接牢固，以防飞出伤人。

5．钻杆螺纹抹好密封脂并上紧。

6．起下钻具速度均匀、平稳。

7．每钻进3～5m划眼一次。

8．作业过程中不能损伤套管。

9．钻穿水泥塞或到设计位置后，用通井规（或刮削器）通井至设计深度，清除井壁残留水泥，并用1.5倍井筒容积的干净修井液彻底洗井。

（二）安全要求

1．作业时井口要有专人指挥、协调工作。

2．起下钻具时井口必须装有井控装置。

3．施工时必须安装合格的指重表或拉力计。

4．钻进无进尺时应停钻并提钻，分析原因，采取适当措施。

5．所钻水泥塞下面被封的射开井段为高压层时，要做好防喷准备。

6．上水池和回水沉淀池要分开使用。

7．接换单根之前必须充分循环，防止钻屑卡钻。

五、相关知识

（一）螺杆钻

1．螺杆钻具的结构，见图3－8所示。

螺杆钻具由上接头、旁通阀、定子、转子、过水接头、轴承总成及下接头组成。

1）旁通阀结构与作用

（1）结构

旁通阀主要由本体、阀套、阀芯、弹簧、弹簧挡圈、丝堵、筛板等组成。

（2）作用

起下钻过程中，旁通阀的阀体在弹簧的作用下移到上部位置，旁通孔打开，钻井液流出或进入钻柱以平衡钻柱内外的液柱压差。开泵时，由于阀体孔径小于钻具内径，钻井液通过旁通阀时产生阻力，该阻力大于弹簧力时推动阀体压缩弹簧下行，堵死旁通孔，使钻井液流径马达。

2）马达总成结构与作用

（1）结构

马达总成由定子和转子组成。定子，即是在经过精加工的钢筒内硫化一层具有双头或多头螺旋腔的钢体橡胶套。转子，即是一根单头或多头螺旋钢轴，用合金钢加工成形后，表面镀一层有利于防腐和耐磨的硬铬，并通过镀铬来控制定转子的配合间隙。

（2）作用

是将泥浆泵泵入的修井液的液压能驱动转子转动，为钻头破碎岩石提供旋转机械能。马达总成是螺杆钻具的动力源。

3）传动轴总成

传动轴总成是螺杆钻具的重要部件之一，它的寿命决定了螺杆钻具总体寿命。传动轴总成用于传递钻压、扭矩和修井液。

2．螺杆钻具主要技术参数，见表3－7所示。

表3－7 螺杆钻具主要技术参数

3．螺杆钻具工作原理

是用油管携带螺杆钻具通过水力驱动油管下部的螺杆钻具旋转的。螺杆钻具通过转子和定子将高压液体的能量转变成机械能。当高压液体通过钻具内孔进入钻具后，阀球被推动下移，关闭旁通阀，从而进入转子与定子形成的各个密封腔。液体在各腔中的压力差推动转子沿定子的螺旋通道滚动。转子在沿自身的轴线转动的同时，还绕与转子轴线平行，并与有一偏差心距e的定子中心线公转。这就是所谓的螺杆钻具的行星传动原理。由于转子和定子都采用螺旋线，因而转子绕定子轴线作逆时针转动，并以自身轴线作顺时针转动去带动钻具旋转。

4．螺杆钻具的使用操作

1）井眼及钻具准备

（1）井眼畅通，确保螺杆钻具顺利下到井底。

（2）处理好修井液，含砂量不得大于1％，并清除纤维质杂物。

（3）测量井眼起下钻摩阻和循环压降。