第1章 鉆井工藝技術(shù)簡(jiǎn)介

1、第一部分第一部分 鉆井機(jī)械設(shè)備鉆井機(jī)械設(shè)備第一章第一章 鉆井工藝技術(shù)鉆井工藝技術(shù)第二章第二章 石油鉆機(jī)概論石油鉆機(jī)概論第三章第三章 我國(guó)常用鉆機(jī)我國(guó)常用鉆機(jī)第四章第四章 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)系統(tǒng)第五章第五章 起升系統(tǒng)工作原理與設(shè)備起升系統(tǒng)工作原理與設(shè)備第六章第六章 循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備第一章第一章 鉆井工藝技術(shù)鉆井工藝技術(shù)鉆井方法及設(shè)備鉆井方法及設(shè)備鉆井工藝過程鉆井工藝過程井身結(jié)構(gòu)井身結(jié)構(gòu)鉆井事故及處理鉆井事故及處理第一節(jié)第一節(jié) 鉆井方法及設(shè)備鉆井方法及設(shè)備鉆井工藝任務(wù)鉆井工藝任務(wù)n破碎巖層破碎巖層n取出巖屑取出巖屑n形成油流通道形成油流通道鉆井方法鉆井方法頓鉆頓鉆旋轉(zhuǎn)鉆井旋轉(zhuǎn)鉆井n轉(zhuǎn)盤鉆

2、井轉(zhuǎn)盤鉆井n頂部驅(qū)動(dòng)鉆井頂部驅(qū)動(dòng)鉆井n井下動(dòng)力鉆具井下動(dòng)力鉆具其它鉆井方法其它鉆井方法n沖蝕（射流）沖蝕（射流）n熔化氣化（激光鉆井）熔化氣化（激光鉆井）n化學(xué)反應(yīng)（酸化）化學(xué)反應(yīng)（酸化）n空氣鉆井空氣鉆井一、頓鉆鉆井法一、頓鉆鉆井法過程過程n破巖破巖用頓鉆鉆頭，上用頓鉆鉆頭，上下沖擊。下沖擊。n排屑排屑用撈砂筒。用撈砂筒。特點(diǎn)：破巖和排屑交替特點(diǎn)：破巖和排屑交替進(jìn)行，鉆進(jìn)過程不連續(xù)，進(jìn)行，鉆進(jìn)過程不連續(xù)，效率低，速度慢，設(shè)備效率低，速度慢，設(shè)備簡(jiǎn)單，適于淺井，農(nóng)用簡(jiǎn)單，適于淺井，農(nóng)用水井。水井。二、二、旋轉(zhuǎn)鉆井法旋轉(zhuǎn)鉆井法形式形式: :n地面地面動(dòng)力：鉆具旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)力：鉆具旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)

3、，破碎巖石動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，破碎巖石n井井下動(dòng)力下動(dòng)力：鉆具不旋轉(zhuǎn)，：鉆具不旋轉(zhuǎn)，井下馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，井下馬達(dá)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，破碎巖石破碎巖石過程過程：n破巖破巖用旋轉(zhuǎn)鉆頭用旋轉(zhuǎn)鉆頭n排屑排屑用循環(huán)鉆井液用循環(huán)鉆井液三、鉆井設(shè)備概述三、鉆井設(shè)備概述鉆機(jī)鉆機(jī)n起升系統(tǒng)起升系統(tǒng)n旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)n循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)n動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)n傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)n監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)n鉆機(jī)底座鉆機(jī)底座n輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)鉆具鉆具n方鉆桿方鉆桿n鉆桿鉆桿n鉆桿接頭鉆桿接頭n鉆鋌鉆鋌n鉆頭鉆頭井口工具井口工具n吊卡吊卡n卡瓦卡瓦n貓頭貓頭n液壓大鉗液壓大鉗n鐵鉆工鐵鉆工第二節(jié)第二節(jié) 鉆井工藝過程鉆井工藝過程1鉆前準(zhǔn)備鉆前準(zhǔn)備定

4、井位定井位平井場(chǎng)平井場(chǎng)打基礎(chǔ)打基礎(chǔ)備器材備器材n塔形井架，在搬遷鉆井設(shè)備之前由專業(yè)安裝隊(duì)完成安裝：塔形井架，在搬遷鉆井設(shè)備之前由專業(yè)安裝隊(duì)完成安裝：打擺基礎(chǔ)、安裝底座、主體和附件打擺基礎(chǔ)、安裝底座、主體和附件nA型井架和前開口井架，與鉆井設(shè)備一同運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，由鉆型井架和前開口井架，與鉆井設(shè)備一同運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，由鉆井隊(duì)安裝：安裝底座、絞車就位、對(duì)接井架主體和天車、井隊(duì)安裝：安裝底座、絞車就位、對(duì)接井架主體和天車、安裝附件、照明電路和燈具、穿大繩、起井架安裝附件、照明電路和燈具、穿大繩、起井架2、鉆井作業(yè)、鉆井作業(yè)全井鉆進(jìn)過程全井鉆進(jìn)過程 一次開鉆，下表層一次開鉆，下表層套管。套管。 二次開鉆，從表層二

5、次開鉆，從表層套管內(nèi)鉆進(jìn)。套管內(nèi)鉆進(jìn)。 三次開鉆，從技術(shù)三次開鉆，從技術(shù)套管內(nèi)鉆進(jìn)。套管內(nèi)鉆進(jìn)。操作流程操作流程準(zhǔn)備：準(zhǔn)備：班前會(huì)，全面檢查班前會(huì)，全面檢查首次鉆進(jìn)：首次鉆進(jìn)：n方鉆桿接鉆頭，提大方瓦，下放；放回大方瓦、方補(bǔ)心；方鉆桿接鉆頭，提大方瓦，下放；放回大方瓦、方補(bǔ)心；開泵；啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤；開泵；啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤；同時(shí)同時(shí)吊鉆鋌入小鼠洞；鉆完方鉆桿，吊鉆鋌入小鼠洞；鉆完方鉆桿，上提接近轉(zhuǎn)盤，提出大方瓦，卸鉆頭，接鉆鋌接鉆頭；上提接近轉(zhuǎn)盤，提出大方瓦，卸鉆頭，接鉆鋌接鉆頭；繼續(xù)鉆進(jìn)繼續(xù)鉆進(jìn)正常鉆進(jìn)正常鉆進(jìn)又稱純鉆進(jìn)。又稱純鉆進(jìn)。n開泵循環(huán)泥漿：沖洗，攜巖，保護(hù)井壁，冷卻鉆具開泵循環(huán)泥漿：沖洗，攜巖，保

6、護(hù)井壁，冷卻鉆具n啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤（或井底動(dòng)力鉆具）通過鉆柱帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤（或井底動(dòng)力鉆具）通過鉆柱帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)n借助手剎車，給鉆頭施加適當(dāng)?shù)你@壓以破碎巖石借助手剎車，給鉆頭施加適當(dāng)?shù)你@壓以破碎巖石循環(huán)工作：下鉆循環(huán)工作：下鉆正常鉆進(jìn)正常鉆進(jìn)接單根（立根）接單根（立根）起起鉆鉆換鉆頭換鉆頭下鉆下鉆接單根接單根從小鼠洞接單根從小鼠洞接單根錄像錄像起鉆起鉆錄像錄像液壓大鉗液壓大鉗吊鉗吊鉗卡瓦卡瓦拉鉗繩拉鉗繩下鉆作業(yè)下鉆作業(yè)（用吊鉗緊扣）（用吊鉗緊扣）液壓大鉗上扣液壓大鉗上扣錄像錄像接單根：每次接入一根鉆桿，稱為接單根。接單根：每次接入一根鉆桿，稱為接單根。不斷鉆進(jìn)，加長(zhǎng)鉆柱。頂驅(qū)時(shí)，每次接入一不斷鉆

7、進(jìn)，加長(zhǎng)鉆柱。頂驅(qū)時(shí)，每次接入一立根（由立根（由23根單根組成）。根單根組成）。操作：距井底操作：距井底23米開泵；啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤；下放，米開泵；啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤；下放，小鉆壓修井底；正常參數(shù)鉆進(jìn)；提鉆桿放至小鉆壓修井底；正常參數(shù)鉆進(jìn)；提鉆桿放至小鼠洞；鉆完方鉆桿，上提，停泵，坐卡瓦；小鼠洞；鉆完方鉆桿，上提，停泵，坐卡瓦；卸方鉆桿，聯(lián)鉆桿并與井口鉆桿對(duì)接；開泵、卸方鉆桿，聯(lián)鉆桿并與井口鉆桿對(duì)接；開泵、下放、啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)下放、啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)起鉆：換鉆頭時(shí)，取出鉆柱，稱起鉆作業(yè)。以立根起鉆：換鉆頭時(shí)，取出鉆柱，稱起鉆作業(yè)。以立根為單位起卸。具體操作：循環(huán)鉆井液一周，停泵；為單位起卸。具體操作：循環(huán)鉆井液一周，停

8、泵；提出方鉆桿坐卡；卸扣并與水龍頭放入大鼠洞；與提出方鉆桿坐卡；卸扣并與水龍頭放入大鼠洞；與大鉤脫開；掛吊卡；上提，坐卡、卸扣、排立根；大鉤脫開；掛吊卡；上提，坐卡、卸扣、排立根；摘吊卡，下放卸下空吊卡；吊環(huán)掛井口負(fù)荷吊卡，摘吊卡，下放卸下空吊卡；吊環(huán)掛井口負(fù)荷吊卡，上提，新循環(huán)。上提，新循環(huán)。下鉆：將鉆具（由鉆頭、鉆鋌、方鉆桿組成的鉆具）下鉆：將鉆具（由鉆頭、鉆鋌、方鉆桿組成的鉆具）下入井底，準(zhǔn)備鉆進(jìn)。操作：掛吊卡；上提至二層下入井底，準(zhǔn)備鉆進(jìn)。操作：掛吊卡；上提至二層臺(tái)；立根扣吊卡；鉆工送至井口，安鉆頭或鉆具；臺(tái)；立根扣吊卡；鉆工送至井口，安鉆頭或鉆具；提起下放提起下放換鉆頭：起鉆結(jié)束，卸

9、下舊鉆頭，換上新鉆頭。換鉆頭：起鉆結(jié)束，卸下舊鉆頭，換上新鉆頭。下表層套管，固井：下表層套管，固井：完鉆后清理鉆臺(tái)；換套完鉆后清理鉆臺(tái)；換套管鉗；檢查套管吊卡；小絞車提套管至坡道；管鉗；檢查套管吊卡；小絞車提套管至坡道；安裝吊卡；提至鉆臺(tái)；安裝套管鞋等下部結(jié)安裝吊卡；提至鉆臺(tái)；安裝套管鞋等下部結(jié)構(gòu)；提出轉(zhuǎn)盤方瓦下套管；提第二根套管與構(gòu)；提出轉(zhuǎn)盤方瓦下套管；提第二根套管與第一根聯(lián)接直至井深；接頂節(jié)、水泥頭、管第一根聯(lián)接直至井深；接頂節(jié)、水泥頭、管匯；注鉆井液，替入水泥漿匯；注鉆井液，替入水泥漿下套管下套管3固井固井套管與井壁的環(huán)空注入水泥漿封固，稱為固井。套管與井壁的環(huán)空注入水泥漿封固，稱為固井

10、。操作：下套管、注水泥操作：下套管、注水泥普通井油層套管加固到油層普通井油層套管加固到油層100200米以上米以上熱采井加固到井口，以防止熱應(yīng)力膨脹舉升井口熱采井加固到井口，以防止熱應(yīng)力膨脹舉升井口固井現(xiàn)場(chǎng)固井現(xiàn)場(chǎng)套管下部結(jié)構(gòu)套管下部結(jié)構(gòu)套管柱下部結(jié)構(gòu)套管柱下部結(jié)構(gòu)引鞋：在管柱最下端，錐形。防止套管下端插入井引鞋：在管柱最下端，錐形。防止套管下端插入井壁。采用易鉆材料。壁。采用易鉆材料。套管鞋：在引鞋上部，一厚壁短節(jié)。內(nèi)下部有錐面，套管鞋：在引鞋上部，一厚壁短節(jié)。內(nèi)下部有錐面，起鉆時(shí)，減輕鉆頭、鉆桿接頭與套管底部碰撞起鉆時(shí)，減輕鉆頭、鉆桿接頭與套管底部碰撞回壓閥：套管引鞋之上，防止水泥漿回流井

11、內(nèi)?；貕洪y：套管引鞋之上，防止水泥漿回流井內(nèi)。阻流環(huán)（承托環(huán)）：承托下膠塞（或木制塞）和回阻流環(huán)（承托環(huán)）：承托下膠塞（或木制塞）和回壓閥中膠木球。壓閥中膠木球。扶正器：彈簧鋼片做成，防止套管偏斜。扶正器：彈簧鋼片做成，防止套管偏斜。泥餅刷：刮去井壁泥餅，提高水泥膠結(jié)強(qiáng)度。泥餅刷：刮去井壁泥餅，提高水泥膠結(jié)強(qiáng)度。注水泥設(shè)備材料注水泥設(shè)備材料注水泥設(shè)備：水泥車、車裝高壓泵（需幾注水泥設(shè)備：水泥車、車裝高壓泵（需幾部）、灰罐車、混合漏斗。部）、灰罐車、混合漏斗。水泥：固井用水泥為水泥：固井用水泥為硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥，用石灰石、，用石灰石、粘土、頁(yè)巖、鐵礦石按比例混合，在粘土、頁(yè)巖、鐵礦石按比例混

12、合，在14001600下燒成熟料，冷后磨細(xì)。下燒成熟料，冷后磨細(xì)。n凝速快，有較高早期強(qiáng)度。凝速快，有較高早期強(qiáng)度。n耐地下腐蝕，射孔時(shí)不開裂。耐地下腐蝕，射孔時(shí)不開裂。路線路線：水泥混合：水泥混合水泥泵水泥泵套管內(nèi)套管內(nèi)環(huán)空（幾分鐘到十幾分環(huán)空（幾分鐘到十幾分鐘完成（快凝水泥）。鐘完成（快凝水泥）。井身結(jié)構(gòu)井身結(jié)構(gòu)注水泥注水泥工藝流程工藝流程（a）循環(huán)鉆井液）循環(huán)鉆井液 （b）注隔離液和水泥漿）注隔離液和水泥漿 （c）替漿）替漿 （d）替漿）替漿 （e）碰壓）碰壓1壓力表壓力表 2上膠塞上膠塞 3下膠塞下膠塞 4鉆井液鉆井液 5浮箍浮箍 6引鞋引鞋 7水泥漿水泥漿 8隔離液隔離液 9鉆井液鉆

13、井液注水泥流程注水泥流程下套管下套管循環(huán)鉆井液，清洗井壁；循環(huán)鉆井液，清洗井壁；注隔離液注隔離液下放下膠塞，注水泥；下放下膠塞，注水泥；注完水泥，下放上膠塞，鉆井液替水泥漿；注完水泥，下放上膠塞，鉆井液替水泥漿；替漿到上、下膠塞相碰結(jié)束。替漿到上、下膠塞相碰結(jié)束。下膠塞：中間為空，上部有一層隔膜，外層為橡膠。下膠塞：中間為空，上部有一層隔膜，外層為橡膠。注水泥時(shí)，先（在套管內(nèi)）放入下膠塞，再注水泥，注水泥時(shí)，先（在套管內(nèi)）放入下膠塞，再注水泥，下塞與水泥一起下行。下塞遇承托環(huán)不動(dòng)，壓力升下塞與水泥一起下行。下塞遇承托環(huán)不動(dòng)，壓力升高使薄膜破裂，使水泥形成通道。高使薄膜破裂，使水泥形成通道。上膠

14、塞：實(shí)心，注足水泥后，放入上膠塞，上塞上上膠塞：實(shí)心，注足水泥后，放入上膠塞，上塞上方注泥漿，上塞下部是注入的水泥。上塞與水泥一方注泥漿，上塞下部是注入的水泥。上塞與水泥一起下行，上塞使水泥和泥漿分開。上塞遇到下塞，起下行，上塞使水泥和泥漿分開。上塞遇到下塞，將循環(huán)通路堵塞，泵壓升高，稱將循環(huán)通路堵塞，泵壓升高，稱碰壓碰壓，提醒操作人，提醒操作人員：注水泥完成。員：注水泥完成。注完水泥后，套管內(nèi)留注完水泥后，套管內(nèi)留1020m水泥塞，如果不是水泥塞，如果不是油層套管要鉆開。油層套管要鉆開。錄像錄像4完井完井完井：又叫井底完成，油層與油井連通完井：又叫井底完成，油層與油井連通起來(lái)的方法。起來(lái)的方

15、法。鉆井的最后一道工序。鉆井的最后一道工序。過程：從鉆開油層開始，到下油層套管過程：從鉆開油層開始，到下油層套管注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)直至投產(chǎn)。完井要求完井要求最佳的連通條件，油層所受的損害小最佳的連通條件，油層所受的損害小 盡可能大的滲流面積，油氣流入井筒阻力最小盡可能大的滲流面積，油氣流入井筒阻力最小有效地封隔油、氣、水層，防止氣竄或水竄，防止有效地封隔油、氣、水層，防止氣竄或水竄，防止層間的相互干擾層間的相互干擾能有效地防止油層出砂，防止井壁坍塌，確保油井能有效地防止油層出砂，防止井壁坍塌，確保油井長(zhǎng)期生產(chǎn)長(zhǎng)期生產(chǎn)便于人工舉升和井

16、下作業(yè)等條件便于人工舉升和井下作業(yè)等條件工藝過程簡(jiǎn)便、先進(jìn)、安全可靠，成本低。工藝過程簡(jiǎn)便、先進(jìn)、安全可靠，成本低。完井方法完井方法裸眼完井裸眼完井射孔完井射孔完井襯管完井襯管完井礫石填充完井礫石填充完井第三節(jié)第三節(jié) 井身結(jié)構(gòu)井身結(jié)構(gòu)概念：下不同層概念：下不同層次的套管固結(jié)井次的套管固結(jié)井壁就構(gòu)成了井身壁就構(gòu)成了井身結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。一、井身結(jié)構(gòu)組成一、井身結(jié)構(gòu)組成1.導(dǎo)管：導(dǎo)管：n防止防止表土表土坍塌坍塌，引入鉆頭引入鉆頭。n一口井中一口井中最大尺寸最大尺寸的套管（深的套管（深2040m）。）。2.表層套管：表層套管：n加固加固上部上部疏松巖層疏松巖層的井壁；的井壁；n封隔封隔淺層水淺層水；n安裝

17、防噴器、套管頭、采油樹（安裝防噴器、套管頭、采油樹（30-100m）。）。3.技術(shù)套管：技術(shù)套管：n封隔封隔上部上部油、水、氣層油、水、氣層；漏失層；坍塌層。；漏失層；坍塌層。n根據(jù)地質(zhì)情況，下根據(jù)地質(zhì)情況，下n層技術(shù)套管。層技術(shù)套管。4.油層套管（生產(chǎn)套管）：油層套管（生產(chǎn)套管）：n最后一層套管，形成井筒，使油氣入內(nèi)。內(nèi)最后一層套管，形成井筒，使油氣入內(nèi)。內(nèi)放油管。放油管。n只有油層套管是滿井身長(zhǎng)度只有油層套管是滿井身長(zhǎng)度。二、套管概述二、套管概述套管是加固井壁、形成井筒所用的套管是加固井壁、形成井筒所用的鋼管鋼管。n1、套管材料：、套管材料：高強(qiáng)度合金鋼（高強(qiáng)度合金鋼（含含C，Mn，Mo，

18、Cr，Ni，Cu，P，S，Si）n2、制造方法：、制造方法：n熱軋：熱軋：無(wú)縫鋼管無(wú)縫鋼管套管，上海寶鋼套管，上海寶鋼n焊接：鋼板卷筒直焊縫，寶雞鋼管廠焊接：鋼板卷筒直焊縫，寶雞鋼管廠n3、套管尺寸規(guī)格：均用、套管尺寸規(guī)格：均用外徑外徑表示：表示：41/2、5、51/2、65/8、7、75/8、73/4 、85/8、95/8 、103/4 、113/4 、133/8、16 、185/8、20 。石油套管石油套管生產(chǎn)直徑生產(chǎn)直徑400mm400mm以上的中大口徑無(wú)縫管坯以上的中大口徑無(wú)縫管坯 無(wú)縫管：無(wú)縫管：先穿孔。穿孔是靠外徑布置的軋輥和心塞頭的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。先穿孔。穿孔是靠外徑布置的軋輥和心

19、塞頭的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。直焊縫套管直焊縫套管（用鋼板卷成管子，接縫焊接。）（用鋼板卷成管子，接縫焊接。）4、鋼級(jí)、鋼級(jí)API標(biāo)準(zhǔn)套管（標(biāo)準(zhǔn)套管（API 5CT美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）按美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）按強(qiáng)度強(qiáng)度高低高低分為分為10級(jí)：級(jí)：nH40，J55，K55，M65，C75，N80，L80，C90，C95，T95，P105，P110，C125，Q125等。其中最常用的為紅等。其中最常用的為紅字表示的字表示的4級(jí)。（級(jí)。（HJKN，CLMT，P，Q）字母字母：含不同：含不同化學(xué)成份化學(xué)成份的分類的分類代號(hào)代號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)字：管材的最?。汗懿牡淖钚∏O限屈服極限，kpsi（千磅（千磅/英寸英寸2）。）。

20、1 psi（磅（磅/英寸英寸2 ）=6.89kPa=0.00689MPa例：例：N80，最小屈服極限，最小屈服極限550MPa 5. 5. 套管螺紋套管螺紋功能：聯(lián)接功能：聯(lián)接或緊固或緊固，傳遞載荷，密封，傳遞載荷，密封種類：種類：n圓螺紋：圓螺紋：牙形為三角形牙形為三角形n偏梯形螺紋：牙形為偏梯形偏梯形螺紋：牙形為偏梯形n密封螺紋：用于密封連接，主要是管用螺紋、密封螺紋：用于密封連接，主要是管用螺紋、錐螺紋與錐管螺紋錐螺紋與錐管螺紋 圓螺紋圓螺紋承載面：齒側(cè)角承載面：齒側(cè)角30斜斜面，產(chǎn)生較大徑向分面，產(chǎn)生較大徑向分力。力。連接強(qiáng)度：只有管體連接強(qiáng)度：只有管體強(qiáng)度的強(qiáng)度的6075%。密封方式

21、：齒間干涉密封方式：齒間干涉及絲扣油的堵塞實(shí)現(xiàn)及絲扣油的堵塞實(shí)現(xiàn)密封，密封性差。密封，密封性差。 偏梯形螺紋偏梯形螺紋承載面：承載面：3斜面，導(dǎo)向面：斜面，導(dǎo)向面：10斜面，增強(qiáng)了齒形，減少了徑向力。斜面，增強(qiáng)了齒形，減少了徑向力。連接強(qiáng)度：達(dá)到管體強(qiáng)度的連接強(qiáng)度：達(dá)到管體強(qiáng)度的85%。密封方式：靠齒間干涉和絲扣油堵密封方式：靠齒間干涉和絲扣油堵塞實(shí)現(xiàn)密封，密封性差。塞實(shí)現(xiàn)密封，密封性差。密封螺紋密封螺紋VAM及及VAM扣基礎(chǔ)上發(fā)展扣基礎(chǔ)上發(fā)展NEW VAM，VAM-top螺紋：瓦魯瑞克和曼內(nèi)斯曼公司開發(fā)，應(yīng)用廣螺紋：瓦魯瑞克和曼內(nèi)斯曼公司開發(fā)，應(yīng)用廣NS-CC螺紋：日本新日鐵開發(fā)的螺紋：日本

22、新日鐵開發(fā)的Fox螺紋：日本川崎制鐵和英國(guó)螺紋：日本川崎制鐵和英國(guó)Hunting公司共同開公司共同開發(fā)發(fā)TM螺紋：日本住友金屬螺紋：日本住友金屬SEC螺紋：阿根廷螺紋：阿根廷Siderca公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)TP-CQ螺紋：天鋼開發(fā)螺紋：天鋼開發(fā)BGT螺紋：寶鋼螺紋：寶鋼WSP螺紋：無(wú)錫西姆萊斯螺紋：無(wú)錫西姆萊斯HSM螺紋：衡鋼螺紋：衡鋼套管接頭螺紋受力分布規(guī)律套管接頭螺紋受力分布規(guī)律 近似于開口向上近似于開口向上的拋物線，接頭的拋物線，接頭螺紋兩端扣牙受螺紋兩端扣牙受力大，中間部位力大，中間部位大多數(shù)扣牙受力大多數(shù)扣牙受力很小。很小。三、套管在井下的承載情況三、套管在井下的承載情況套管在

23、下井、固井、完井（射孔）過程中，套管在下井、固井、完井（射孔）過程中，承受復(fù)雜載荷。承受復(fù)雜載荷。n外擠壓力外擠壓力n內(nèi)壓力內(nèi)壓力n拉力載荷拉力載荷n擊震載荷擊震載荷n熱應(yīng)力熱應(yīng)力n腐蝕應(yīng)力腐蝕應(yīng)力1. 外擠壓力外擠壓力來(lái)源來(lái)源n地層對(duì)套管施加的地層對(duì)套管施加的靜水壓力靜水壓力（均勻外壓均勻外壓）。）。n管外泥漿和水泥漿管外泥漿和水泥漿液柱壓力；液柱壓力；n地層中的地層中的油、氣、水壓力油、氣、水壓力；n地層地層側(cè)壓力側(cè)壓力（不均勻側(cè)壓）（不均勻側(cè)壓）。 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)套管外擠壓力時(shí)，認(rèn)為管內(nèi)掏空，管外套管外擠壓力時(shí)，認(rèn)為管內(nèi)掏空，管外按泥漿柱計(jì)算外擠壓力。按泥漿柱計(jì)算外擠壓力。 對(duì)于對(duì)于高塑性地層

24、高塑性地層（如膨脹性頁(yè)巖）和（如膨脹性頁(yè)巖）和巖鹽層巖鹽層，外擠壓力以上部巖層壓力為計(jì)算依據(jù)。外擠壓力以上部巖層壓力為計(jì)算依據(jù)。2.內(nèi)壓力內(nèi)壓力內(nèi)壓力的產(chǎn)生內(nèi)壓力的產(chǎn)生n正常鉆井，泥漿壓力正常鉆井，泥漿壓力n井噴和壓裂時(shí)，受內(nèi)壓。井噴和壓裂時(shí)，受內(nèi)壓。n注水和注熱蒸汽時(shí)，受內(nèi)壓（從套管內(nèi)注入）。注水和注熱蒸汽時(shí)，受內(nèi)壓（從套管內(nèi)注入）。內(nèi)壓力的計(jì)算內(nèi)壓力的計(jì)算n井口開時(shí)，等于管內(nèi)液柱或氣柱壓力井口開時(shí)，等于管內(nèi)液柱或氣柱壓力; n井口關(guān)時(shí)，等于井口壓力與管內(nèi)液柱或氣柱壓力井口關(guān)時(shí)，等于井口壓力與管內(nèi)液柱或氣柱壓力之和。之和。3.拉力載荷拉力載荷主要由套管主要由套管自重自重引起。引起。影響因素影

25、響因素n泥漿泥漿浮力浮力n注水泥流動(dòng)阻力；注水泥流動(dòng)阻力；n下套遇卡阻力；下套遇卡阻力；n下套遇卡下套遇卡提力提力；n下套剎車下套剎車動(dòng)載動(dòng)載等。等。4.擊震載荷擊震載荷完井時(shí)，射孔完井時(shí)，射孔固井后射孔后使油流入井筒固井后射孔后使油流入井筒5.熱應(yīng)力、腐蝕應(yīng)力熱應(yīng)力、腐蝕應(yīng)力井筒溫度分布不均井筒溫度分布不均硫化氫氫脆硫化氫氫脆電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕環(huán)氧霉菌腐蝕環(huán)氧霉菌腐蝕四、套管設(shè)計(jì)四、套管設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容n決定下套管層數(shù)。（根據(jù)地質(zhì)情況）決定下套管層數(shù)。（根據(jù)地質(zhì)情況）n確定套管尺寸確定套管尺寸n確定完井最小井眼，各層套管尺寸；確定完井最小井眼，各層套管尺寸；n選不同鋼級(jí)、不同壁厚的套管

26、組成管柱。選不同鋼級(jí)、不同壁厚的套管組成管柱。設(shè)計(jì)原則和方法設(shè)計(jì)原則和方法安全系數(shù)：安全系數(shù)：具有的強(qiáng)度能力具有的強(qiáng)度能力/實(shí)際承擔(dān)載荷實(shí)際承擔(dān)載荷管柱載荷：管柱載荷：頂部頂部受受拉力最大拉力最大，下部受內(nèi)、外壓最下部受內(nèi)、外壓最 大大，應(yīng)合理設(shè)計(jì)管柱。，應(yīng)合理設(shè)計(jì)管柱。設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則n抗拉抗拉安全系數(shù)：安全系數(shù)：n安安=1.622.0n抗擠抗擠安全系數(shù)：安全系數(shù)：n安安=1.01.25n抗內(nèi)壓抗內(nèi)壓安全系數(shù)：安全系數(shù)：n安安=1.01.33設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：等安全系數(shù)法。即當(dāng)管柱由數(shù)段不同強(qiáng)等安全系數(shù)法。即當(dāng)管柱由數(shù)段不同強(qiáng)度套管組成時(shí)，要求各段的安全系數(shù)相同度套管組成時(shí)，要求各段的安全系數(shù)相同。（1）抗外擠強(qiáng)度計(jì)算）抗外擠強(qiáng)度計(jì)算原則：原則：n低抗擠能力的管放在管柱上段低抗擠能力的管放在管柱上段n各段底端安全系數(shù)近似相等各段底端安全系數(shù)近似相等n理論上，分段越多從抗擠強(qiáng)度的合理利用來(lái)說(shuō)越理論上，分段越多從抗擠強(qiáng)度的合理利用來(lái)說(shuō)越合理。合理。舉例舉例假設(shè)：假設(shè)：3種管材，抗擠強(qiáng)度種管材，抗擠強(qiáng)度 c1 c2 地層壓力時(shí)，使泥漿進(jìn)地層壓力時(shí)，使泥漿進(jìn)入地層。應(yīng)加堵漏物封堵。入地層。應(yīng)加堵漏物封堵。井塌：井壁坍塌，應(yīng)加重泥漿。井塌：井壁坍塌，應(yīng)加重泥漿。井噴：地層壓力井噴：地層壓力泥漿