固井工具附件基礎(chǔ)知識

1、中原固井公司引言固井工具附件：是指在固井工程中，為了使固井施工達到預期的目的，安裝于套管柱上的機械裝置；固井工具附件可分為固井井口工具和固井井下工具兩大類。安裝固井井口工具固井井口工具介紹01固井井下工具介紹02Table of Contents內(nèi)容大綱固井井口工具Cementing wellhead tools01固井井口工具u固井水泥頭u 套管水泥頭(單塞水泥頭、雙塞水泥頭)u 尾管水泥頭(鉆桿水泥頭、油管水泥頭)u 固井膠塞(上膠塞、下膠塞、尾管膠塞)u循環(huán)接頭(水龍帶接口、方鉆桿接口)u水龍帶接頭(大小頭)u注水泥管匯u高壓閥門固井水泥頭固井水泥頭定義：是連接在套管柱(或尾管柱)上端和

2、固井管匯之間，內(nèi)部可容納固井膠塞，用于完成注水泥作業(yè)的井口裝置。作用：u 通過它來完成循環(huán)、注隔離液、注水泥漿、釋放膠塞、替漿等施工工序，是固井作業(yè)地面管匯井口總樞紐。u 承受高壓，適應(yīng)多種工藝固井。u 在浮箍浮鞋失靈時，可實現(xiàn)憋壓候凝，防止水泥漿倒流。分類：按安裝管柱可分為套管水泥頭和尾管水泥頭，按容塞數(shù)量可分為單塞水泥頭和雙塞水泥頭。固井水泥頭結(jié)構(gòu)：主要由本體、端蓋、擋銷、由壬接頭、管匯、快裝接頭等組成。固井膠塞固井膠塞定義：裝在水泥頭內(nèi)，在固井注水泥作業(yè)中用來隔離不同液體的橡膠制品。作用：u 隔開不同液體，刮凈套管內(nèi)壁上的鉆井液或水泥漿。u 完成碰壓時給出碰壓訊號，提示固井作業(yè)完成。u

3、可確保套管內(nèi)水泥塞長度和套管鞋附件的水泥環(huán)質(zhì)量。分類：按用途可分為套管上膠塞、下膠塞、自鎖膠塞、尾管膠塞、分級固井膠塞、防轉(zhuǎn)膠塞，等多種。固井膠塞結(jié)構(gòu)：它由芯體、膠皮碗和簾布層組成。膠塞芯體用生鐵、鑄鋁、玻璃鋼或硬質(zhì)橡膠等制成；膠皮碗以較膠制成，然后將其硫化在內(nèi)心體上即成膠塞；現(xiàn)在大多內(nèi)心用鋁板制成。循環(huán)接頭循環(huán)接頭定義：用來連接井口套管柱與地面循環(huán)系統(tǒng)而實現(xiàn)循環(huán)的工具稱為套管循環(huán)接頭。作用：u 方鉆桿-套管循環(huán)接頭在下套管中途需要循環(huán)鉆井液時使用。可在下套管遇阻時上下活動套管。u 水龍帶-套管循環(huán)接頭在下完套管后循環(huán)鉆井液時使用，也可用于表層固井作業(yè)。分類：按用途可分為：方鉆桿-套管循環(huán)接頭

4、，水龍帶-套管循環(huán)接頭(也稱套管循環(huán)帽子)，鉆桿循環(huán)接頭。循環(huán)接頭結(jié)構(gòu)：方鉆桿-套管循環(huán)接頭是一端帶套管公螺紋，另一端為鉆桿母螺紋；水龍帶-循環(huán)接頭，是一端為套管公螺紋，另一端設(shè)由壬短節(jié)的兩通接頭。水龍帶接頭水龍帶接頭(大小頭、變徑接頭)定義：用來連接水龍帶及井口注水泥工具（水泥頭或水龍帶-套管循環(huán)接頭）的變換接頭。作用：u 在固井注水泥作業(yè)時，用于連接替漿水龍帶及套管水泥頭以完成替漿工序；u 在進行循環(huán)洗井時，用于連接鉆井水龍帶及安裝在井口的水龍帶-套管循環(huán)接頭。分類：按規(guī)格可分為：4x2和5x2兩種；按變換接頭型式可分為雙公接頭，母x公接頭兩種。水龍帶接頭(大小頭、變徑接頭)結(jié)構(gòu)：水龍帶接

5、頭主要由不同尺寸的高壓由壬接頭互相連接構(gòu)成，其中包括由壬凹頭、由壬凸頭、由壬圈、密封圈。注水泥管匯注水泥管匯定義：主要由高壓閥門、高壓由壬、高壓三通、及高壓管線組成，用以連接注水泥設(shè)備及固井井口工具的裝置。高壓閥門、高壓彎頭用途：主要用以切換注液通道，連接注水泥管線。固井井下工具Cementing downhole tools02固井井下工具u套管浮箍、浮鞋、引鞋u套管扶正器(剛性、彈性)u分級注水泥器(機械式、液壓式，免鉆式)u內(nèi)管法注水泥器(井底座封式、井口座封式)u尾管懸掛器(機械式、液壓式、雙作用式)u套管外封隔器(液力膨脹式、自膨脹式)u其它套管附件(定位環(huán)、水泥傘、刮泥器，等)套管

6、浮箍、浮鞋套管浮箍、浮鞋定義：安裝于套管柱下部，帶回壓裝置，下套管時能產(chǎn)生浮力的套管短節(jié)稱為浮箍，下套管時能產(chǎn)生浮力的套管引鞋稱為浮鞋。作用：u 下套管過程中防止井眼內(nèi)的鉆井液進入套管，以減輕套管重量。u 排擠管外鉆井液，使其在井眼內(nèi)上返，有利于清洗井壁。u 注水泥后，可以防止水泥漿回流入套管內(nèi)。u 套管浮箍內(nèi)阻流板可承托膠塞，套管浮鞋可引導套管順利入井。分類：按下井時鉆井液進入方式，可分為自灌型和非自灌型；按回壓裝置的工作方式可分為浮球式、彈簧式和舌板式。套管浮箍、浮鞋結(jié)構(gòu)：浮箍主要由本體、閥芯(回壓裝置)兩大部分組成，浮鞋還包括引鞋；不同類型的浮箍、浮鞋其結(jié)構(gòu)不盡相同。套管引鞋套管引鞋定義

7、：安裝于套管柱底端帶有循環(huán)孔的圓錐(半球)狀的裝置，主要作用是引導套管順利入井，防止套管下端套管下放遇阻。分類：金屬引鞋、水泥引鞋、木質(zhì)引鞋、套管本體割制的引鞋。套管扶正器套管扶正器定義：安裝于套管柱外部，在井眼內(nèi)起扶正套管作用的機械裝置。作用：u 扶正套管，保持套管居中，確保環(huán)空水泥環(huán)分布均勻。u 防止套管在高滲透地層發(fā)生粘卡，確保套管順利入井。u 降低套管入井阻力，減小套管磨損。u 刮掉井壁疏松泥餅，提高水泥與地層膠結(jié)質(zhì)量。分類：按作用形式可分為彈性扶正器、剛性扶正器和半剛性扶正器；按扶正條結(jié)構(gòu)形式，彈性扶正器可分為單弓和雙弓，剛性扶正器可分為普通剛性扶正器和滾輪剛性扶正器。套管扶正器結(jié)構(gòu)

8、：彈性扶正器由箍環(huán)和彈簧片組成，剛性扶正器由箍環(huán)和扶正棱組成。分級注水泥器分級注水泥器(分級箍)定義：為實現(xiàn)雙級或多級進行連續(xù)或不連續(xù)的注水泥作業(yè)，在套管柱的預定位置上安裝的一種特殊裝置。采用原則：u 地層不能承受一次注長段水泥漿形成的壓力時。u 兩段目的層之間存在很長不需要水泥封固的井段。u 長封固段注水泥作業(yè)難以滿足一次完成施工設(shè)計要求。分類：按照作用形式可分為機械式(膠塞式)、液壓式(壓差式)。分級注水泥器(分級箍)結(jié)構(gòu)：機械式分級箍由分級箍本體、撓性塞、打開塞（膠塞或重力塞）、碰壓座和關(guān)閉塞組成。適用范圍：直井或小斜度井時可采用重力打開塞，大斜度井時可采用頂替型打開塞。內(nèi)管法注水泥器內(nèi)

9、管法注水泥器定義：在大直徑套管內(nèi)，以鉆桿或油管作內(nèi)管，水泥漿通過內(nèi)管注入并從套管鞋處返至環(huán)形空間的注水泥裝置。作用：u 防止注水泥及替泥漿過程在管內(nèi)發(fā)生竄槽或替泥漿量過大。u 防止大尺寸套管常規(guī)固井時產(chǎn)生過大的上頂力。分類：按插座的結(jié)構(gòu)形式可分為水泥澆注型和套管嵌裝型。套管嵌裝型可分自灌式和非自灌式兩種。內(nèi)管法注水泥器結(jié)構(gòu)：內(nèi)管法注水泥器由插座和插頭兩部分組成。水泥澆筑式主要由喇叭口、芯管、承托環(huán)、本體和尼龍球組成。半澆注式全澆注式澆注式插頭內(nèi)管法注水泥器結(jié)構(gòu)：套管嵌裝型主要由喇叭口、承托環(huán)、尼龍球和限位球組成。套管嵌裝型嵌裝式插頭內(nèi)管法注水泥器原理：下套管時將內(nèi)管法注水泥器插座接在套管柱底部

10、，下完套管后，將下部接有插頭的鉆桿或油管作為內(nèi)管下在大直徑套管內(nèi)，并使插頭與插座對接。注水泥時水泥漿通過內(nèi)管注入，并通過內(nèi)插管注水泥器從套管鞋處返至環(huán)形空間，完成固井作業(yè)。尾管懸掛器尾管懸掛器定義：尾管懸掛器是將尾管懸掛在上一層套管柱底部并進行注水泥作業(yè)的特殊裝置。作用：u 可降低注替施工的流動阻力，有利于安全施工。u 可節(jié)約套管，降低鉆井成本。分類：按類型可分為機械式、液壓式、機械-液壓雙作用式三種；機械式又可分為：J型槽式、軌道式，楔塊式和微臺階式(基本淘汰)。尾管懸掛器尾管懸掛器尾管懸掛器尾管懸掛器尾管送入工具尾管懸掛器尾管回接裝置尾管懸掛器下得去、掛得住倒得開、提得出套管外封隔器套管外

11、封隔器定義：套管外封隔器為接在套管柱上，在固井碰壓之后能使套管與裸眼環(huán)空形成永久性橋堵的裝置。作用：u 能避免異常地層壓力或因水泥漿失重現(xiàn)象，導致高壓油、氣、水侵人候凝期間的水泥環(huán)。u 有效防止固井后發(fā)生套管外噴冒油、氣、水現(xiàn)象。分類：按漲封形式可分為液力膨脹型和遇油遇水自膨脹型。套管外封隔器結(jié)構(gòu)：液力膨脹型套管外封隔器主要由膠筒、中心管、密封環(huán)和閥箍等組成。套管外封隔器其它套管附件定位環(huán)(限位卡、卡箍)定義：是用于固定或限制扶正器、水泥傘和刮泥器等外部附件的裝置?？煞譃槁菪斒?、固定螺釘式、敲擊式。水泥傘定義：水泥傘是安裝在分級注水泥器下部，防止水泥漿下沉和支撐液柱壓力的裝置。刮泥器定義：刮泥器安裝在