固井口工具及套管附件

1、第二講內(nèi)容第二講內(nèi)容一、固井井口工具一、固井井口工具二、固井套管附件二、固井套管附件一、一、固井井口工具固井井口工具水泥頭水泥頭p 水泥頭是注水泥施工過程的井口連接工具，用于連接套管（或鉆桿）和注水泥管匯；水泥頭還用來安裝膠塞，通過膠塞釋放擋銷機(jī)構(gòu)控制膠塞的釋放，并根據(jù)膠塞釋放指示銷判斷膠塞是否釋放。l按用途劃分有套管水泥頭、鉆桿水泥頭和尾管水泥頭；按尺寸劃分有5“、7”、9-5/8“和13-3/8”。5“水泥頭是鉆桿水泥頭和尾管水泥頭；l鉆桿水泥頭中有固定式水泥頭和旋轉(zhuǎn)式水泥頭。l尾管水泥頭是旋轉(zhuǎn)式水泥頭，l套管水泥頭中有直接聯(lián)接式水泥頭、快速聯(lián)接水泥頭、卡盤聯(lián)接水泥頭和卡盤快速配合聯(lián)接水泥

2、頭。而直接式聯(lián)接水泥頭中還分有分體水泥頭和帶有壓力平衡管水泥頭。1、卡盤式套管水泥頭（雙塞）、卡盤式套管水泥頭（雙塞）l套管水泥頭由頂蓋、本體、釋放擋銷、釋放指示銷、膠塞腔、套管聯(lián)接短節(jié)和閥門管匯等部分組成，如圖4-2所示。l釋放下膠塞時(shí)，旋轉(zhuǎn)退出釋放下?lián)蹁N，下膠塞在重力和泵送液體推動(dòng)下離開下膠塞所在內(nèi)腔（釋放指示銷有顯示），并沿套管內(nèi)壁被驅(qū)替至套管浮箍上。同樣地，釋放上膠塞時(shí)，旋轉(zhuǎn)退出釋放上擋銷，上膠塞在重力和頂替液的推動(dòng)下，離開上膠塞所在內(nèi)腔（釋放指示銷有顯示），驅(qū)替水泥漿并清刮套管內(nèi)壁直到與下膠塞重合、碰壓為止。l卡盤式套管水泥頭（雙塞）圖4-2 套管水泥頭（雙塞）1頂蓋；2密封圈；3本

3、體；4釋放擋銷；5釋放指示銷；6套管聯(lián)接短節(jié)單卡盤式水泥頭塞單卡盤式水泥頭塞2、套管水泥頭（雙塞）、套管水泥頭（雙塞）可為套管絲扣可為套管絲扣或卡盤式快接頭或卡盤式快接頭不同規(guī)格水泥頭參數(shù)套管水泥頭快速接頭套管水泥頭快速接頭快速接頭用來把水泥頭聯(lián)接在套管上，它允許水泥頭在任何方向與套管連接，從而有利于水泥頭在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。1、本體、本體 2、調(diào)節(jié)螺母、調(diào)節(jié)螺母 3、卡箍、卡箍 4、鎖銷、鎖銷 5、限制環(huán)、限制環(huán) 6、密封座、密封座 7、端面密封、端面密封 8、“O”圈圈 9、固定螺釘、固定螺釘 10、快速拆卸銷釘、快速拆卸銷釘 11、螺母、螺母 12、六角螺栓、六角螺栓單雙塞分體式水泥頭單雙塞分

4、體式水泥頭特點(diǎn)：特點(diǎn)：便于人工安裝，易于檢查、保養(yǎng)和維修，應(yīng)用于批量快速鉆井作業(yè)。l鉆桿水泥頭：鉆桿水泥頭：在半潛式鉆井平臺(tái)常規(guī)套管固井時(shí)使用，主要功能是連接井口送入工具與固井管線，并提供容納鉆桿膠塞及/或剪切球的空間，配有相應(yīng)釋放機(jī)構(gòu)。l工具組成如圖4-3所示。圖4-3 Weatherford鉆桿水泥頭示意圖哈里伯頓和哈里伯頓和BJBJ公司公司使用塑料球，來釋放水下套管底塞l鉆桿水泥頭主要用于半潛式鉆井平臺(tái)的水下釋放膠塞（SSR膠塞）固井。圖4-7 平衡閥工作原理示意圖新型水下釋放膠塞新型水下釋放膠塞- -替代平衡閥替代平衡閥l尾管水泥頭：用于尾管固井。尾管水泥頭由提升短節(jié)、本體、旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)

5、構(gòu)、鉆桿塞擋銷機(jī)構(gòu)、投球機(jī)構(gòu)、鉆桿聯(lián)接短節(jié)和閥門管匯等部分組成，如圖4-4所示。l尾管水泥頭主要用于尾管固井，提升短節(jié)和旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)的作用同鉆桿水泥頭的對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)相同。坐掛尾管懸掛器時(shí)，旋轉(zhuǎn)投球機(jī)構(gòu)的手柄，頂桿便將球從投球機(jī)構(gòu)內(nèi)腔頂出，球在重力和泵送液體的推動(dòng)下，沿鉆桿內(nèi)腔落到懸掛器球座上，在泵壓的作用下使尾管懸掛器實(shí)現(xiàn)坐掛。釋放尾管膠塞時(shí)，旋轉(zhuǎn)鉆桿塞擋銷機(jī)構(gòu)的手柄，使擋銷從鉆桿塞內(nèi)腔收回，鉆桿塞便在泵送液體的推動(dòng)下離開鉆桿塞所在內(nèi)腔，沿鉆桿內(nèi)壁落到尾管膠塞座上，在泵壓的作用下剪切釋放尾管膠塞。lT.I.W尾管水泥頭圖4-4 尾管水泥頭示意圖快速接頭快速接頭l快速接頭：用于連接套管與套管水泥頭。

6、通?？焖俳宇^下段為對(duì)應(yīng)套管扣，上端為快速扣。循環(huán)頭頂驅(qū)式循環(huán)頭，相應(yīng)套管扣410采用快速扣連接的套管循環(huán)頭采用快速扣連接的套管循環(huán)頭鉆桿扣鉆桿扣套管扣循環(huán)頭套管扣循環(huán)頭1502扣扣套管扣循環(huán)頭套管扣循環(huán)頭圖4-5 常用循環(huán)頭結(jié)構(gòu)示意圖用于下套管或尾管中途連接下入套管、頂驅(qū)或地面高壓管匯上，建立循環(huán)的井口工具 l自動(dòng)灌漿工具（缺圖片）l插入接頭：插入接頭：與插入式浮鞋或浮箍配套使用，主要用于大尺寸套管的內(nèi)管固井作業(yè)；有直插式和旋轉(zhuǎn)插入式。l內(nèi)管扶正器：內(nèi)管固井或其類似固井作業(yè)中用于扶正內(nèi)管串，提高內(nèi)管串在套管內(nèi)居中度。常為單弓型l內(nèi)管（鉆桿）扶正器：二、固井套管附件二、固井套管附件套管附件套管附

7、件l引鞋或浮鞋、浮箍、l分級(jí)注水泥接箍、旁通塞、旁通塞座、（一級(jí)）碰壓塞、（二級(jí)）開孔塞（開孔彈）、分級(jí)箍關(guān)閉塞、碰壓箍（或橡膠/金屬碰壓板）、球座l套管扶正器（彈性/剛性/輥軸）、限位卡箍、水泥傘（或水泥籃）、l頂塞（上膠塞）、底塞(下膠塞)、鉆桿膠塞和套管膠塞等。導(dǎo)鞋導(dǎo)鞋l導(dǎo)鞋：無單流閥、僅起導(dǎo)向作用。導(dǎo)鞋：無單流閥、僅起導(dǎo)向作用。單流閥單流閥浮鞋浮鞋 浮鞋有帶浮鞋有帶1 1或或2 2個(gè)單流閥，側(cè)邊孔、自動(dòng)灌漿、帶劃眼、偏心園形導(dǎo)入頭、扶個(gè)單流閥，側(cè)邊孔、自動(dòng)灌漿、帶劃眼、偏心園形導(dǎo)入頭、扶正功能的。正功能的。浮箍浮箍l帶帶1 1或或2 2個(gè)單流閥、自個(gè)單流閥、自動(dòng)灌漿功能、側(cè)邊孔、動(dòng)灌漿

8、功能、側(cè)邊孔、插入式帶膠塞座、旋插入式帶膠塞座、旋轉(zhuǎn)插入密封等；轉(zhuǎn)插入密封等；常用套管附件常用套管附件l自升式平臺(tái)內(nèi)管固井自升式平臺(tái)內(nèi)管固井l組成：組成：插入浮鞋、或選用插入浮箍，配套應(yīng)用插入頭及鉆桿扶正器專用工具。l關(guān)鍵：關(guān)鍵：插入頭與浮鞋的插座 形成密封。l適用：適用：30”/20/13-3/8”套管插入浮鞋示意圖插入浮鞋示意圖常用套管附件常用套管附件l半潛式平臺(tái)內(nèi)管固井半潛式平臺(tái)內(nèi)管固井l組成：組成：浮鞋，浮鞋，或選用浮箍或選用浮箍+ +內(nèi)管內(nèi)管柱柱+ +套管頭密封工具套管頭密封工具+送入管柱送入管柱；l關(guān)鍵：關(guān)鍵：套管頭密封工具套管頭密封工具l適用：適用：3030”/20/20/13-

9、3/8/13-3/8”套管套管圖4-22 浮鞋圖4-23 浮箍常用套管附件常用套管附件l防轉(zhuǎn)套管膠塞組防轉(zhuǎn)套管膠塞組l套管膠塞套管膠塞 主要用于自升式平臺(tái)和導(dǎo)管架上的套管固井，l底塞（紅色）用來隔離水泥漿與前置液，防止前置水泥漿在出套管浮箍前受污染。l頂塞（黃色）用來把頂替液與水泥漿隔開，防止后面的水泥漿受頂替液的污染，同時(shí)頂塞還用來碰壓，指示固井替漿結(jié)束。圖4-25 套管膠塞頂、底塞常用套管附件常用套管附件底塞座落在浮箍后，膠皮擊穿壓力400Psi。常用套管附件常用套管附件l水下釋放膠塞組水下釋放膠塞組lSSR膠塞組膠塞組 l主要用于半潛式平臺(tái)的套管固井，它允許通過鉆桿把水泥漿泵送到井內(nèi)而不

10、需要從鉆臺(tái)到海底全部下入套管。l鉆桿膠塞通過鉆桿水泥頭進(jìn)行投放，可刮去鉆桿內(nèi)的水泥漿并剪切釋放SSR套管膠塞，SSR套管膠塞的作用同前述套管膠塞。圖4-26 SSR膠塞組常用套管附件常用套管附件l尾管膠塞尾管膠塞l連接在尾管送入工具中心管下端的接箍上，鉆桿膠塞通過尾管水泥頭進(jìn)行投放，刮去鉆桿內(nèi)的水泥漿并與尾管膠塞復(fù)合后，剪切釋放尾管膠塞。尾管膠塞下行頂替水泥漿至球座后碰壓。常用套管附件常用套管附件l球座l球座球座用于液壓式尾管懸掛器座掛用，通過投下球，球落在球座上，泥漿泵加壓實(shí)施尾管懸掛器座掛于上層套管內(nèi)。l節(jié)流浮箍節(jié)流浮箍l適用于回接尾管固井，當(dāng)回接插入密封頭插入時(shí)，其在壓差作用下允許極小部

11、分流體通過節(jié)流閥孔進(jìn)入管內(nèi)，有利于插入頭插入座封。節(jié)流浮箍節(jié)流浮箍各類扶正器各類扶正器彈性彈性剛性剛性常用套管附件常用套管附件l剛性彈性套管扶正器剛性彈性套管扶正器l套管扶正器有彈性和剛性之分，它們的作用是扶正套管，提高套管在井眼中的居中度，使套管與井壁環(huán)空的水泥漿充填均勻，保證固井質(zhì)量。套管扶正器通常安放在油層、氣層、水層及其上下隔層，井徑規(guī)則處，浮鞋、浮箍的上下，尾管重疊段等位置。單弓型單弓型彈性扶正器彈性扶正器剛性扶正器剛性扶正器雙弓型雙弓型輥軸螺旋型剛性常用套管附件常用套管附件扶正器止動(dòng)環(huán)l如圖所示為多種類型的扶正器止動(dòng)環(huán)。l止動(dòng)環(huán)裝在套管本體上，限制套管扶正器上下活動(dòng)，l確保關(guān)鍵層位水泥漿封隔質(zhì)量。常用套管附件常用套管附件l雙級(jí)注水泥接箍l組成組成l不帶封隔器的(見圖4-1)和帶封隔器的(見圖4-2)兩種。雙級(jí)注水泥工具結(jié)構(gòu)組成如下：l關(guān)閉擋圈；l第一級(jí)關(guān)閉塞；l自由下落式打開塞；l第二級(jí)鎖緊塞；圖4-1 液壓式 圖4-2 常規(guī)式 圖4-3帶封隔器l751E分級(jí)注水泥接箍可選用膠塞組合：可選用膠塞組合：一級(jí)：一級(jí)：旁通塞座、旁通塞、碰壓箍或擋板（橡膠或鋁合金）、碰壓塞。二級(jí)：二級(jí)：開孔塞（開孔彈） 、關(guān)閉塞 圖4-3