套管鉆進新技術6

1、套管鉆進技術套管鉆進技術一、問題的提出一、問題的提出 在地質勘探行業(yè)，針對容易坍塌、孔壁不穩(wěn)定的復雜地層常采用跟管鉆進技術。 其基本工作原理如圖所示，正轉時，偏心跟管鉆頭可以張開，在進行沖擊回轉鉆進的同時，通過管靴帶動套管向下位移；需要起鉆換鉆頭時，讓鉆具反轉，這時偏心跟管鉆頭可以縮攏，外徑變小，從套管內徑中提出，而套管則留在孔內保護孔壁。 跟管鉆進跟管鉆進1 1、跟管鉆進的主要缺點、跟管鉆進的主要缺點 一是跟進的套管不旋轉，一旦套管跟進受阻很難處理； 二是偏心鉆頭的張開與縮攏動作全靠鉆具的正反轉來實現(xiàn)，一旦有碎石卡在機構上便會造成偏心鉆頭張不開無法鉆進或縮不攏無法起出鉆頭的事故。 2 2、什

2、么是套管鉆進？、什么是套管鉆進？ 傳統(tǒng)的石油天然氣鉆井工藝是先用鉆桿鉆井，再下套管完井、固井。近年來，石油行業(yè)出現(xiàn)了套管鉆井新技術。即取消了傳統(tǒng)意義上的鉆桿，用套管代替鉆桿對鉆頭施加扭矩和用套管代替鉆桿對鉆頭施加扭矩和鉆壓，來驅動和實現(xiàn)鉆頭旋轉與鉆進鉆壓，來驅動和實現(xiàn)鉆頭旋轉與鉆進。自2000年以來，已有一批生產(chǎn)井采用了套管鉆井的新技術，并獲得成功。 二、套管鉆井的優(yōu)點二、套管鉆井的優(yōu)點 1、由于取消了傳統(tǒng)意義上的鉆桿，節(jié)省起下鉆時間，提高功效； 2、直接用套管鉆進可簡化井身結構； 3、由于環(huán)空面積加大，改善了水力參數(shù)、環(huán)空上返速度、清洗井筒狀況和井控狀況； 4、由于取消了傳統(tǒng)意義上的鉆桿，可

3、以簡化鉆機結構、降低鉆機費用； 5、節(jié)省與鉆桿、鉆鋌有關的采購、運輸、維護等過程有關的人力、物力與費用。三、鉆井技術發(fā)展過程三、鉆井技術發(fā)展過程 圖2示出了從19世紀中葉開始的墩鉆（沖擊鉆）到現(xiàn)代套管鉆井技術的發(fā)展歷程，圖中分別從破碎巖石的速度快慢、攜帶巖屑的能力和起下鉆具的速度快慢三個方面對比了墩鉆（沖擊鉆）、旋轉鉆和套管鉆井的優(yōu)缺點。圖2四、套管鉆井的工藝特點四、套管鉆井的工藝特點 1 1、螺紋承扭、螺紋承扭 在套管鉆井中，要求套管有足夠的抗扭能力，因為整個鉆井的旋轉機械能量都是由它來傳遞。普通的套管連接絲扣無法承受這樣大的扭矩。對套管鉆井中的絲扣要進行必要的改進。一方面要使套管絲扣有較大

4、的承扭能力，另一方面要保證不能因為絲扣的改進，使套管的成本有較大的提高。 2 2、套管驅動、套管驅動 采用特殊結構的套管夾持器驅動套管回轉。五、可更換鉆頭套管鉆井技術五、可更換鉆頭套管鉆井技術 1 1、鉆具的組成、鉆具的組成 可更換鉆頭的套管鉆井機構如圖所示。圖中上部是下入井下的工具系統(tǒng)，它裝有鉆頭和擴眼器，圖中下部是回轉跟進的套管柱。 可更換鉆頭的套管鉆井機構可更換鉆頭的套管鉆井機構2 2、下入井下工具系統(tǒng)的工序、下入井下工具系統(tǒng)的工序( (如圖如圖4 4所示所示) ) 下放井下工具系統(tǒng)至軸向定位臺肩； 繼續(xù)下放井下工具系統(tǒng)完成軸向鎖定，同時完成扭矩系統(tǒng)配合； 釋放起下工具； 回收起下工具。

5、 3 3、鉆進時井下鉆具組合的工序（如圖、鉆進時井下鉆具組合的工序（如圖5 5所示）所示） 鉆頭穿過套管內徑，負責鉆出領眼； 擴眼器穿過套管內徑，負責將領眼擴大到設計尺寸。 圖圖4 4 下入井下工具系統(tǒng)的工序下入井下工具系統(tǒng)的工序圖圖5 5 鉆進時井下鉆具組合的工序鉆進時井下鉆具組合的工序 4 4、起出井下工具系統(tǒng)的工序（如圖、起出井下工具系統(tǒng)的工序（如圖6 6所示）所示） 將起下工具與井下工具系統(tǒng)鎖定； 解除軸向鎖定； 擴眼器刀片回收； 起出井下工具系統(tǒng)。 井下鉆具可使用牙輪鉆頭或取心鉆頭。擴眼器與鉆頭的組合情況見圖7。圖圖6 6 起出井下工具系統(tǒng)的工序起出井下工具系統(tǒng)的工序 圖圖7 7 擴眼器與鉆頭的組合情況擴眼器與鉆頭的組合情況 擴眼器的刀片（如圖8所示）。套管扶正器主要用來防止套管及套管接箍磨損，同時還可以起到便于注