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)

2、接水泥頭和卡盤快速配合聯(lián)接水泥頭。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，旋轉(zhuǎn)退出釋放下?lián)?銷，下膠塞在重力和泵送液體推動 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，旋轉(zhuǎn)退出釋放上擋銷，上膠 塞在重力和頂替液的推動下，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

3、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

4、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體式水泥頭 特點：特點：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 式鉆井平臺常規(guī)套管固 井時使用，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 式鉆井平臺的水下釋放膠 塞（SSR膠塞）固井。 圖4-7 平衡閥工作原理示

5、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)軸承機構(gòu)、 鉆桿塞擋銷機構(gòu)、投球機構(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)軸承機構(gòu)的作用同鉆桿水泥頭 的對應(yīng)機構(gòu)相同。坐掛尾管懸掛器時， 旋轉(zhuǎn)投球機構(gòu)的手柄，頂桿便將球從投 球機構(gòu)內(nèi)腔頂出，球在重力和泵送液體 的推動下，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現(xiàn) 坐掛。釋放尾管膠塞時，旋轉(zhuǎn)鉆桿塞擋 銷機構(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下離開 鉆桿塞所在內(nèi)腔，

6、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。通常快 速接頭下段為對 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

7、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 套管附件套管附件 l引鞋或浮鞋、浮箍、 l分級注水泥接箍、旁通塞、旁通塞座、（一 級）碰壓塞、（二級）開孔塞（開孔彈）、 分級箍關(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。 導鞋導鞋 l導鞋：無單流閥、僅起導向作用。導鞋：無單流閥、僅起導向作用。 單流閥單流閥 浮鞋浮

8、鞋 浮鞋有帶浮鞋有帶1 1或或2 2個單流閥，側(cè)邊孔、自動灌漿、帶劃眼、偏心園形導入頭、扶個單流閥，側(cè)邊孔、自動灌漿、帶劃眼、偏心園形導入頭、扶 正功能的。正功能的。 浮箍浮箍 l帶帶1 1或或2 2個單流閥、自個單流閥、自 動灌漿功能、側(cè)邊孔、動灌漿功能、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自升式平臺內(nèi)管固井自升式平臺內(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

9、示意圖 常用套管附件常用套管附件 l半潛式平臺內(nèi)管固井半潛式平臺內(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”/20/20/13-3/8/13-3/8”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 平臺和導管架上的套管固 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

10、后 面的水泥漿受頂替液的污 染，同時頂塞還用來碰壓， 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的套 管固井，它允許通過鉆桿 把水泥漿泵送到井內(nèi)而不 需要從鉆臺到海底全部下 入套管。 l鉆桿膠塞通過鉆桿水泥頭 進行投放，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

11、，鉆桿膠 塞通過尾管水泥頭進行投 放，刮去鉆桿內(nèi)的水泥漿 并與尾管膠塞復合后，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 回接插入密封頭插入時， 其在壓差作用下允許極小 部分流體通過節(jié)流閥孔進 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，

12、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 扶正器止動環(huán) l如圖所示為多種類 型的扶正器止動環(huán)。 l止動環(huán)裝在套管本 體上，限制套管扶 正器上下活動， 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。雙級注水 泥工具結(jié)構(gòu)組成如下： l關(guān)閉擋圈； l第一級關(guān)閉塞； l自由下落式打開塞； l第二級鎖緊塞； 圖4-1 液壓式 圖4-2 常規(guī)式 圖4-3帶封隔器 l751E分級注水泥接箍 可選用膠塞組合：可選用膠塞組合： 一級：一級： 旁通塞座、旁通塞、 碰壓箍或擋板（橡 膠或鋁合金）、碰 壓塞。 二級：二級： 開孔塞（開孔彈） 、 關(guān)閉塞 圖4-3 雙級