概念:
套管钻井是指用套管代替钻杆对钻头施加扭矩和钻压,实现钻头旋转与钻进。整个钻井过程不再使用钻杆、钻铤等,钻头是利用钢丝绳投捞,在套管内实现钻头升降,即实现不提钻更换钻头钻具。减少了起下钻和井喷、卡钻等意外事故,提高了钻井安全性,降低了钻井成本。套管钻井工艺、工具、装备套管钻井工艺的基本点是取消常规钻杆、以套管代替钻杆。其泥浆循环方式、送钻方式、取芯方式、防喷器组以及各种钻井参数与常规钻井没有大的区别。在套管钻井过程中,套管是由顶部驱动装置带动旋转,由套管传递扭矩,带动安装在套管端部工具组上的钻头旋转并钻进。由于套管钻井没有起下立柱的问题的问题,因此,钻机高度可以降低到20米左右,并且结构也可以简化。由于钻头内径小于套管内径,不能钻出直径大于套管外径的井眼,故在钻头上方工具上另外装有可以张或缩进的的扩眼器。钻进工况下扩眼器打开,即可将井眼扩大。泥浆自套管当中进入,由套管与井眼之间的环行空间返回。钻头固定在一个专门设计的工具组前端,工具组锁定在套管柱端部,并通过钢丝绳与一部专用起下钻头的绞车相连接。当需要更换钻头时,将锁定装置送开,利用绞车通过套管将工具组起出。换上新钻头后,再用绞车通过套管将工具组送入,锁定在套管端部;钻头的钻进过程也就是下套管的过程。套管一根根地打下去,不再提起。完钻后即可开始固井。
优点:
1、减少起下钻的时间。用钢丝绳起下更换钻头要比传统的用钻杆起下钻大约快5-10倍;
2、节省与钻杆和钻铤有关的采购、运输、检验、维护和更换的费用;
3、因为井筒内始终有套管,也不再有起下钻杆时对井筒内的抽汲作用,使井控状况得到改善;
4、消除了因起下钻杆带来的抽汲作用和压力脉动;
5、用钢丝绳起下钻头时能保持泥浆连续循环,可防止钻屑聚集,也减少了井涌的发生;
6、改善了环空上返速度和清洗井筒的状况。向套管内泵入泥浆时因其内径比钻杆大,减少了水力损失,从而可以减少钻机泥浆泵的配备功率。泥浆从套管和井壁之间的环形空间返回时,由于环空面积减小,提高了上返速度,改善了钻屑的携出状况;
7、可以减小钻机尺寸、简化钻机结构、降低钻机费用。
8、钻机更加轻便,易于搬迁和操作。人工劳动量及费用都将减少;
注意事项:
井斜控制问题:套管钻井过程中,井斜控制是首要问题,井斜直接影响到所钻井眼的垂直深度。也就是说油层的埋藏深度与所钻实际深度能否相稳合,关键取决于井斜。控制钻压10-30KN合理范围内钻进。由于套管钻井时,套管柱中没有钻铤和扶正器等,在加压过程中,套管柱受压极易弯曲导致井斜。因此钻井过成中要严格控制钻压,从这个角度讲,选择PDC钻头更适合于套管钻井。转盘转速控制为低转速,一般控制在60-120r/min内,低转速钻进过程,有利于套管柱的稳定,有利于井斜的控制。井架基座安装平直,保证开钻井口垂直,加强中途测斜监控,一方面便于了解控制下部井斜控制情况,另一方面便于计算垂深。
套管保护问题:套管钻井完井后,套管柱直接留在井内,因此对套管保护很重要。要使用套管丝扣胶。套管依靠丝扣密封,在套管钻井过程中,要使用套管专用胶,保证丝扣部位密封可靠,联接牢固。套管防腐问题。套管钻进时,由于旋转,外壁受到磨损,其外防腐层容易脱落。内壁受到钻井液的冲刷,内防腐层也受到冲蚀。一是要求用于钻井的套管,做好内外涂层防腐;二是钻井中采用低转速小钻压钻进,有利于减少套管外壁的磨损,三是采用增大钻头水眼尺寸,降低管内泵压,减少钻井液对套管内壁的冲蚀。
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