套管鉆進(jìn)新技術(shù)6

1、套管鉆進(jìn)技術(shù)套管鉆進(jìn)技術(shù)一、問題的提出一、問題的提出 在地質(zhì)勘探行業(yè)，針對容易坍塌、孔壁不穩(wěn)定的復(fù)雜地層常采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)。 其基本工作原理如圖所示，正轉(zhuǎn)時(shí)，偏心跟管鉆頭可以張開，在進(jìn)行沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的同時(shí)，通過管靴帶動(dòng)套管向下位移；需要起鉆換鉆頭時(shí)，讓鉆具反轉(zhuǎn)，這時(shí)偏心跟管鉆頭可以縮攏，外徑變小，從套管內(nèi)徑中提出，而套管則留在孔內(nèi)保護(hù)孔壁。 跟管鉆進(jìn)跟管鉆進(jìn)1 1、跟管鉆進(jìn)的主要缺點(diǎn)、跟管鉆進(jìn)的主要缺點(diǎn) 一是跟進(jìn)的套管不旋轉(zhuǎn)，一旦套管跟進(jìn)受阻很難處理； 二是偏心鉆頭的張開與縮攏動(dòng)作全靠鉆具的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，一旦有碎石卡在機(jī)構(gòu)上便會(huì)造成偏心鉆頭張不開無法鉆進(jìn)或縮不攏無法起出鉆頭的事故。 2 2、什

2、么是套管鉆進(jìn)？、什么是套管鉆進(jìn)？ 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(shù)。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(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)鉆頭旋轉(zhuǎn)與鉆進(jìn)鉆壓，來驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)鉆頭旋轉(zhuǎn)與鉆進(jìn)。自2000年以來，已有一批生產(chǎn)井采用了套管鉆井的新技術(shù)，并獲得成功。 二、套管鉆井的優(yōu)點(diǎn)二、套管鉆井的優(yōu)點(diǎn) 1、由于取消了傳統(tǒng)意義上的鉆桿，節(jié)省起下鉆時(shí)間，提高功效； 2、直接用套管鉆進(jìn)可簡化井身結(jié)構(gòu)； 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(jī)結(jié)構(gòu)、降低鉆機(jī)費(fèi)用； 5、節(jié)省與鉆桿、鉆鋌有關(guān)的采購、運(yùn)輸、維護(hù)等過程有關(guān)的人力、物力與費(fèi)用。三、鉆井技術(shù)發(fā)展過程三、鉆井技術(shù)發(fā)展過程 圖2示出了從19世紀(jì)中葉開始的墩鉆（沖擊鉆）到現(xiàn)代套管鉆井技術(shù)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(gè)方面對比了墩鉆（沖擊鉆）、旋轉(zhuǎn)鉆和套管鉆井的優(yōu)缺點(diǎn)。圖2四、套管鉆井的工藝特點(diǎn)四、套管鉆井的工藝特點(diǎn) 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?yàn)檎麄€(gè)鉆井的旋轉(zhuǎn)機(jī)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(jìn)行必要的改進(jìn)。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?yàn)榻z扣的改進(jìn)，使套管的成本有較大的提高。 2 2、套管驅(qū)動(dòng)、套管驅(qū)動(dòng) 采用特殊結(jié)構(gòu)的套管夾持器驅(qū)動(dòng)套管回轉(zhuǎn)。五、可更換鉆頭套管鉆井技術(shù)五、可更換鉆頭套管鉆井技術(shù) 1 1、鉆具的組成、鉆具的組成 可更換鉆頭的套管鉆井機(jī)構(gòu)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(kuò)眼器，圖中下部是回轉(zhuǎn)跟進(jìn)的套管柱。 可更換鉆頭的套管鉆井機(jī)構(gòu)可更換鉆頭的套管鉆井機(jī)構(gòu)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(shí)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(jìn)時(shí)井下鉆具組合的工序（如圖、鉆進(jìn)時(shí)井下鉆具組合的工序（如圖5 5所示）所示） 鉆頭穿過套管內(nèi)徑，負(fù)責(zé)鉆出領(lǐng)眼； 擴(kuò)眼器穿過套管內(nèi)徑，負(fù)責(zé)將領(lǐng)眼擴(kuò)大到設(shè)計(jì)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(jìn)時(shí)井下鉆具組合的工序鉆進(jìn)時(shí)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(kuò)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(kuò)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(kuò)眼器與鉆頭的組合情況擴(kuò)眼器與鉆頭的組合情況 擴(kuò)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(shí)還可以起到便于注