固井培訓(xùn)第六期

1、固井工具附件知識固井工具附件知識20122012年第六期年第六期目 錄一、循環(huán)接頭一、循環(huán)接頭二、固井水泥頭二、固井水泥頭三、固井膠塞三、固井膠塞四、浮鞋、浮箍四、浮鞋、浮箍五、扶正器五、扶正器六、聯(lián)頂節(jié)六、聯(lián)頂節(jié)一、 循環(huán)接頭1 1定義定義用來連接井口套管柱與地面循環(huán)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)循環(huán)的工具稱為循環(huán)接頭循環(huán)接頭。2 2分類分類按用途可分為大小頭式循環(huán)接頭和活接頭式循環(huán)接頭兩類。3 3作用作用(1)下套管過程中，進(jìn)行中途循環(huán)洗井。(2)下套管結(jié)束后，進(jìn)行循環(huán)洗井。4 4結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(1)(1)大小頭式循環(huán)接頭大小頭式循環(huán)接頭一端為套管外螺紋，另一端為鉆桿內(nèi)螺紋式的大小頭。(2)(2)活接頭式循環(huán)接頭活

2、接頭式循環(huán)接頭一端為套管外螺紋，另一端頂部(或側(cè)面)焊一活接頭短節(jié)的兩通接頭。一、 循環(huán)接頭1 1定義定義水泥頭是聯(lián)接聯(lián)頂節(jié)和固井管匯之間的完成注水泥作業(yè)的井口裝置。2 2作用作用(1)聯(lián)接套管串和各種管匯，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。它是固井作業(yè)地面管匯井口總樞紐。(2)承受高壓，適應(yīng)各種工藝固井。(3)如果回壓閥失靈，可實(shí)現(xiàn)憋壓，控制水泥漿倒流。(4)通過它實(shí)現(xiàn)活動套管操作。二、固井水泥頭3 3分類分類(1)按聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋分為鉆桿水泥頭、套管螺紋水泥頭和快裝水泥頭。(2)按形狀結(jié)構(gòu)形狀結(jié)構(gòu)分為簡易水泥頭、普通水泥頭、帶平衡管水泥頭和帶膠塞指示器水泥頭

3、。(3)按裝膠塞膠塞的作用和個數(shù)分為單塞水泥頭和雙塞水泥頭。4 4型號表示法型號表示法二、固井水泥頭雙塞水泥頭為雙塞水泥頭為ST。公稱尺寸：毫米公稱尺寸：毫米( (英寸英寸) )工作壓力：兆帕工作壓力：兆帕名稱代號：鉆桿水泥頭為名稱代號：鉆桿水泥頭為ZT ；單塞水泥頭為；單塞水泥頭為DT；二、固井水泥頭二、固井水泥頭1.1單塞水泥頭結(jié)構(gòu)1-提環(huán)；2-墊子；3-水泥頭蓋子；4-膠塞；5-水泥頭體；6-密封圈壓蓋；7-銷子； 8-密封圈；9-密封圈盒；10-活接頭；11-銷子密封圈壓蓋；12-銷子密封圈盒；13-絲堵二、固井水泥頭1.21.2操作常規(guī)水泥頭操作常規(guī)水泥頭(1)準(zhǔn)備好試壓合格的水泥頭

4、并安裝安裝在井口上，檢查檢查閥門及擋銷是否處于關(guān)閉狀態(tài)。(2)打開打開洗管線閥門，清洗注水泥管線。(3)打開打開注水泥閥門，關(guān)閉關(guān)閉洗管線閥門，開始開始注前置液、水泥漿。 (4)注水泥漿結(jié)束后，關(guān)閉關(guān)閉注水泥閥門，兩個井口工同時同時打開打開水泥頭左右兩個擋銷，使兩個擋銷處于完全打開狀態(tài)。(5)打開打開壓膠塞閥門，進(jìn)行壓膠塞替漿作業(yè)。(6)確認(rèn)膠塞已離開水泥頭后，關(guān)閉關(guān)閉擋銷，替漿結(jié)束后，根據(jù)施工要求放回壓，根據(jù)止回閥工作是否正常來確定敞壓或憋壓。關(guān)閉替漿閥門，候凝。待水泥漿初凝后卸掉卸掉水泥頭。二、固井水泥頭2.1雙塞水泥頭結(jié)構(gòu)雙塞水泥頭與單塞水泥頭結(jié)構(gòu)基本相同，只是加長了水泥頭本體，同時還裝

5、入了上、下兩個膠塞。在注水泥之前釋放第一個膠塞（下膠塞），水泥漿注完后，再釋放其內(nèi)部的第二個膠塞（上膠塞）。二、固井水泥頭2.2雙塞水泥頭的使用方法(1)(1)準(zhǔn)備好試壓合格的水泥頭，打開水泥頭頂蓋，關(guān)閉下準(zhǔn)備好試壓合格的水泥頭，打開水泥頭頂蓋，關(guān)閉下?lián)蹁N，打開上擋銷，擋銷，打開上擋銷，裝好下膠塞裝好下膠塞。(2)(2)關(guān)閉上擋銷，關(guān)閉上擋銷，裝入上膠塞裝入上膠塞( (雙級注水泥固井時，根據(jù)需雙級注水泥固井時，根據(jù)需要，可在此位置裝入重力打開塞要，可在此位置裝入重力打開塞) )。(3)(3)上緊上緊頂蓋，頂蓋，關(guān)閉關(guān)閉相關(guān)閘門。相關(guān)閘門。(4)(4)把水泥頭和井口套管把水泥頭和井口套管( (或

6、聯(lián)頂節(jié)或聯(lián)頂節(jié)) )正確聯(lián)接正確聯(lián)接。(5)(5)安裝好水泥頭相關(guān)控制閘門，安裝好水泥頭相關(guān)控制閘門，連接連接好相應(yīng)固井管線。好相應(yīng)固井管線。(6)(6)打開打開沖洗閘門，沖洗注水泥管線；沖洗閘門，沖洗注水泥管線；關(guān)閉關(guān)閉沖洗閘門，管沖洗閘門，管線試壓。線試壓。(7)(7)打開打開雙塞水泥頭下部與下?lián)蹁N相通的雙塞水泥頭下部與下?lián)蹁N相通的注入閥門注入閥門( (圖中圖中1 1號閥號閥) )，注入清洗液注入清洗液，停泵，關(guān)閉，停泵，關(guān)閉1 1號閥。號閥。二、固井水泥頭2.2雙塞水泥頭的使用方法(8)(8)打開打開下?lián)蹁N，釋放下?lián)蹁N，釋放下膠塞下膠塞，打開打開雙塞水泥頭中部與上擋銷相通的雙塞水泥頭中部

7、與上擋銷相通的注入閥門注入閥門( (圖中圖中2 2號閥號閥) )，注入隔離液和水泥漿注入隔離液和水泥漿。(9)(9)注水泥漿注水泥漿結(jié)束后結(jié)束后，停泵，關(guān)閉，停泵，關(guān)閉2 2號閥。號閥。打開打開沖洗閘門，沖洗管線殘沖洗閘門，沖洗管線殘留水泥。留水泥。(10)(10)打開打開雙塞水泥頭的上擋銷，雙塞水泥頭的上擋銷，釋放上膠塞釋放上膠塞。(11)(11)打開打開雙塞水泥頭最上部的注入閥門雙塞水泥頭最上部的注入閥門( (圖中圖中3 3號閥號閥) )，注壓塞液注壓塞液，壓，壓入上膠塞。入上膠塞。(12)(12)確認(rèn)確認(rèn)上膠塞已離開水泥頭后，上膠塞已離開水泥頭后，開始替漿開始替漿，關(guān)閉上下?lián)蹁N。，關(guān)閉上

8、下?lián)蹁N。(13)(13)替漿過程中，根據(jù)施工壓力情況，也可以打開替漿過程中，根據(jù)施工壓力情況，也可以打開2 2號閥和號閥和1 1號閥以降號閥以降低泵壓。低泵壓。(14)(14)替漿結(jié)束碰壓后，地面釋放回壓，根據(jù)替漿結(jié)束碰壓后，地面釋放回壓，根據(jù)浮箍浮鞋止回閥浮箍浮鞋止回閥的工作情的工作情況來確定敞壓或憋壓候凝。關(guān)閉況來確定敞壓或憋壓候凝。關(guān)閉1 1號閥、號閥、2 2號閥和號閥和3 3號閥。待水泥漿初號閥。待水泥漿初凝后卸掉水泥頭。凝后卸掉水泥頭。二、固井水泥頭3.13.1尾管水泥頭結(jié)構(gòu)尾管水泥頭結(jié)構(gòu)尾管水泥頭與套管水泥頭的結(jié)構(gòu)基本相同，主要用于尾管作業(yè)期間存放和泵送膠塞，其本體下部為鉆桿螺紋，

9、內(nèi)部裝有鉆桿膠塞，并且有擋銷存放系統(tǒng)。下圖為液壓式懸掛器配套的注水泥井口裝置。二、固井水泥頭3.2尾管水泥頭的使用方法(1)檢查尾管水泥頭各部件并裝入鉆桿膠塞。(2)安裝水泥頭注替控制閘門，連接好固井管線并試壓。(3)通過注水泥入口，將前置液和水泥漿泵入鉆桿內(nèi)。(4)注水泥漿結(jié)束，關(guān)閉注水泥閘門，開擋銷，通過頂膠塞入口壓膠塞。(5)確認(rèn)膠塞進(jìn)入鉆桿后，通過注替水泥漿入口泵入鉆井液，將鉆桿膠塞頂替至尾管懸掛器，使鉆桿膠塞與尾管懸掛器內(nèi)的尾管膠塞復(fù)合(此時泵壓略有變化)。(6)復(fù)合膠塞剪斷固定尾管膠塞的剪切銷釘后，隨著頂替一起在尾管里下行，直至碰壓。(7)井口釋放壓力，觀察浮箍回壓閥的工作狀況。二

10、、固井水泥頭4快裝水泥頭快裝水泥頭的結(jié)構(gòu)與其他類別的水泥頭基本相同，只是在水泥頭本體下端具有三個縱向槽的梯形螺紋，與快速連接接頭配合，可實(shí)現(xiàn)快速裝卸。此接頭的下端為套管外螺紋，上端是梯形螺紋，在梯形內(nèi)螺紋中沿周向銑出三條等距離的縱向槽。該槽應(yīng)與水泥頭本體下端縱向槽對應(yīng)，裝水泥頭時，本體下端螺紋垂直插進(jìn)快速接頭的上端螺紋，向右旋轉(zhuǎn)向右旋轉(zhuǎn)6060度度，然后用快速連接接頭上的鎖緊裝置鎖緊，以防松動?，F(xiàn)在制造的水泥頭，一般都帶平衡管和膠塞顯示裝置。平衡管的作用是使膠塞上下連通，注水泥過程中，通過此管可以平衡膠塞上下壓差，避免膠塞因壓差作用而出現(xiàn)事故。膠塞顯示裝置是用來指示膠塞的去留，以提示施工員做出

11、正確的指揮命令，保證固井質(zhì)量。圖2-3 套管水泥頭（雙塞）1頂蓋；2密封圈；3本體；4釋放擋銷；5釋放指示銷釋放指示銷；6套管聯(lián)接短節(jié)1 1定義定義固井作業(yè)中用來隔離不同液體，裝在水泥頭內(nèi)的橡膠制品。2 2作用作用(1)隔開并刮凈套管內(nèi)壁上的鉆井液和水泥漿。(2)顯示碰壓并給出信號。(3)保證套管內(nèi)水泥塞長度和套管鞋附近的水泥環(huán)質(zhì)量。3 3分類分類固井膠塞按用途可分為套管上膠塞、下膠塞、自鎖膠塞、尾管膠塞、分級固井膠塞等多種。三、 固井膠塞4型號表示方法5結(jié)構(gòu)（左上；右下）三、 固井膠塞公稱尺寸，用膠塞最大外徑表示公稱尺寸，用膠塞最大外徑表示(英寸英寸)膠塞代號，上膠塞用膠塞代號，上膠塞用SS

12、；下膠塞用；下膠塞用DS。5.15.1上膠塞上膠塞由內(nèi)心、膠皮碗和簾布層組成。心體用生鐵、鑄鋁、玻璃鋼或硬質(zhì)橡膠等制成，然后將其硫化在內(nèi)心體上即成膠塞?，F(xiàn)在大多內(nèi)心用硬橡膠，在底部加鋁板制成。上膠塞的作用：當(dāng)全部水泥漿注完后，壓上膠塞，它頂著水泥漿下行，用來刮凈粘附在套管內(nèi)壁上的水泥漿，并防止驅(qū)替鉆井液與水泥漿混合，避免尾部水泥漿污染，保證底部水泥膠結(jié)質(zhì)量。當(dāng)?shù)竭_(dá)阻流板時，顯示碰壓，則注水泥作業(yè)結(jié)束。三、 固井膠塞5.25.2下膠塞下膠塞 由膠皮碗與內(nèi)心組成。但內(nèi)心是空的，有循環(huán)孔，上部有橡膠隔膜。下膠塞的作用：在注水泥漿之前，釋放下膠塞，用來隔開水泥漿與前置液。減少套管內(nèi)所注水泥漿的污染，同

13、時擦凈粘附在套管內(nèi)壁上的鉆井液，并將其推擠到膠塞前面。當(dāng)下膠塞到達(dá)阻流板時，施加一個小壓力即可壓破膠塞上部的橡膠隔膜，從而使水泥漿流經(jīng)膠塞，通過旋流短節(jié)等附件，被驅(qū)替到套管與井壁之間的環(huán)形空間中。三、 固井膠塞6安裝上、下膠塞(1)卸掉水泥頭壓蓋，打開上擋銷，關(guān)閉下檔銷，將下膠塞安放至上、下?lián)蹁N之間。(2)關(guān)閉上擋銷，將上膠塞安放于上擋銷之上。(3)蓋好壓蓋，并擰緊。三、 固井膠塞三、 固井膠塞防轉(zhuǎn)式固井膠塞防轉(zhuǎn)式固井膠塞 主要用于自升式平臺和導(dǎo)管架上的套管固井，底塞（紅色）用來隔離水泥漿與前置液，防止前行水泥漿在出套管浮箍前受污染；頂塞（黃色）用來把頂替液與水泥漿隔開，防止后面的水泥漿受頂替

14、液的污染，同時頂塞還用來碰壓，指示固井替漿結(jié)束。防轉(zhuǎn)式固井防轉(zhuǎn)式固井套管膠塞頂、底塞套管膠塞頂、底塞四、浮鞋、浮箍套管浮鞋裝在套管柱底部引導(dǎo)套管柱入井，防止套管柱底部插入井壁后遇阻；套管浮箍裝在浮鞋以上23根套管處，為膠塞提供碰壓位置，當(dāng)上膠塞到達(dá)浮箍時，泵壓會突然升高，這時候說明膠塞已碰壓，固井替漿結(jié)束。浮鞋/箍，都有一個單流閥機(jī)構(gòu)，可防止固井結(jié)束后套管環(huán)空內(nèi)的流體進(jìn)入套管內(nèi)，同時，管串入井時還可減少大鉤載荷。 浮鞋浮鞋浮箍浮箍 單流閥單流閥四、浮鞋、浮箍1 1定義定義帶回壓裝置，下套管時能產(chǎn)生浮力的套管引鞋稱為浮鞋。2 2特點(diǎn)特點(diǎn)耐高溫，密封性好，可鉆性好，連接方便，成本低，制造簡單?？捎?/p>

15、于表層套管、技術(shù)套管和淺油層套管。安裝在套管上的浮鞋，對套管產(chǎn)生一定的浮力，下放時減少由套管自重引起的井架負(fù)荷。使用浮鞋還可減少套管對地層的沖擊壓力。（1 1）、浮鞋）、浮鞋四、浮鞋、浮箍guide shoeguide shoe:用來引導(dǎo)套管柱順利入井，接在套管柱最下端的一個錐狀體。 casing shoecasing shoe:上端與套管相接，下端具有內(nèi)倒角并以螺紋或其他方式與引鞋相接的特殊短節(jié)。float shoefloat shoe:將引鞋、套管鞋和閥體制成一體的裝置。四、套管的受力分析1定義帶回壓閥并用混凝土澆注而成的能產(chǎn)生浮力的套管接箍短節(jié)稱為浮箍。2作用用于技術(shù)套管或先期完成井，其

16、作用與回壓閥的作用相同。（2 2）、浮箍）、浮箍四、浮鞋、浮箍四、浮鞋、浮箍1、用途適用于射孔完成井生產(chǎn)套管的固井施工作業(yè)。2、特點(diǎn)套管回壓凡爾分為球座式、半球式、組合式三類；球座式回壓凡爾密封性能好，一般用于小斜度井的固井作業(yè)；半球式回壓凡爾強(qiáng)度高、耐高溫，多用于超深井；組合回壓凡爾可起雙保險作用，應(yīng)用廣泛；全鋼組合回壓凡爾多用于超深井、大斜度井及水平井。（3 3）、回壓凡爾）、回壓凡爾五、扶正器1 1定義定義 裝在套管體外面，起扶正套管作用的裝置稱為套管扶正器，簡稱扶正器。 2 2作用作用A、用來扶正套管，保持套管在井眼中居中，為驅(qū)替洗井液提供均勻暢通的流道，保證套管柱與井壁環(huán)形空間的水泥

17、漿分布均勻，提高水泥環(huán)質(zhì)量。B、防止套管在高滲透地層段粘卡，減少套管磨損，保證套管順利下井。C、還可刮掉井壁上的疏松泥餅，提高水泥與地層的膠結(jié)質(zhì)量。五、扶正器3安放原則要使扶正器能起到扶正作用，必須合理設(shè)計扶正器的安放位置、數(shù)量及相鄰兩個扶正器之間的距離。一般原則是：安放在油氣層部位、井徑規(guī)則和井斜方位變化較大的井段。4分類套管扶正器分為彈性扶正器和剛性扶正器，彈性扶正器又彈簧式和焊接筋條式兩大類。(1)彈性扶正器按組裝方式可分為焊接式、鉚接式、組裝式、沖壓式和限位式5種。(2)彈性扶正器按形狀可分單弓扶正器、雙弓扶正器、導(dǎo)流板式扶正器及小井眼扶正器。五、扶正器(3)剛性扶正器 這種扶正器屬于

18、焊接筋條扶正器，它主要應(yīng)用于水平井的水平段。為提高固井質(zhì)量、減少阻卡，又研制剛性螺旋扶正器。 剛性螺旋扶正器的扶正條與軸線夾角為30度，螺旋式比常規(guī)直條式更為優(yōu)越。一是當(dāng)井壁不規(guī)則時，下套管過程 ，對螺旋扶正器產(chǎn)生一定的橫向分力，使扶正器產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，從而減輕下套管的阻力；二是在管外環(huán)空中，當(dāng)水泥漿穿過螺旋片時，產(chǎn)生旋流，從而提高水泥漿的頂替效率，對提高固井質(zhì)量十分有利。剛性剛性彈性彈性剛性螺旋剛性螺旋5、型號表示方法6性能參數(shù)要求(1)啟動力使扶正器進(jìn)入設(shè)計套管中所需的力。(2)復(fù)位力扶正器作用于井眼而驅(qū)使套管離開井壁的力。(3)永久變形是指弓形彈簧片經(jīng)過12次壓平或拉直試驗(yàn)，而弓形高度保持不變時，則認(rèn)為彈簧片沒有永久變形。五、扶正器扶正器尺寸，毫米扶正器尺寸，毫米井眼范圍，毫米井眼范圍，毫米扶正器代號扶正器代號，F(xiàn)六、聯(lián)頂節(jié)1 1定義定義 聯(lián)接套管串與固井水泥頭的一根短套管稱為聯(lián)頂節(jié)。實(shí)際上就是一根具有嚴(yán)格長度的短套管。2 2用途用途在下完套管后，聯(lián)頂節(jié)安裝在套管串頂部，選用適當(dāng)長度的短套管，可