復雜性固井工具畢業(yè)論文設計

1、克拉瑪依職業(yè)技術學院畢業(yè)論文設計PAGE PAGE 25克拉瑪依職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文（復雜性固井工具）系部：石油工程系專業(yè)：鉆井技術姓名：劉亞文學號：11031158設計題目：復雜性固井工具設計地點：克拉瑪依職業(yè)技術學院指導教師：胡黎明摘要在現(xiàn)在的鉆探過程中,由于地層的復雜性，所以必須針對特殊的地層進行復雜性固井。在復雜性固井過程中,必須采用特殊的工具進行特殊的固井工具。其中有分級固井中所用的分級箍,尾管固井所采用的尾管懸掛器，還有選擇性固井所采用的尾管懸掛器和TAM工具管外分隔器聯(lián)合使用的選擇性固井針對其工具進行了解,其中包括零部件的示意圖，分級箍和懸掛器的現(xiàn)場工作程序及注意事項還有用到

2、的數(shù)據(jù)計算，使用工具在井下作業(yè)時遇到問題的應急處理預案。 關鍵詞：分級箍,懸掛器 目錄摘要1分級箍、懸掛器、送入工具的運輸及現(xiàn)場保管4分級箍現(xiàn)場的使用方法4分級箍現(xiàn)場工作程序及注意事項5分級箍TOP-CO210型，DQVIS778MC和778MC-3S機械式及液壓777HY型有關工作數(shù)據(jù)7Baker(貝克)懸掛器現(xiàn)場組裝程序14Baker(貝克)懸掛器現(xiàn)場使用及注意事項14Baker(貝克)懸掛器現(xiàn)場操作程序15尾管懸掛器有關計算及數(shù)據(jù) 16懸掛器在井下工作中遇到問題的應急處理預案 21 十一、結論22 十二、參考文獻23 十三、致謝24二分級箍、懸掛器、送入工具的運輸及現(xiàn)場保管懸掛器、送入工

3、具、分級箍出庫必須包裝完好。送入工具軸承、反扣及鍵槽部分，中心管及其細扣均應有包裝進行包裝保護?？招哪z塞、鉆桿膠塞、銅球應交由運輸司機轉交鉆井隊工程師保管。任何一件產(chǎn)品在運輸中均應捆死在車槽內(nèi)，產(chǎn)品不能在車槽內(nèi)自由晃動，更不能被其他重物擠壓。卸車時必須采用吊裝工具從車槽內(nèi)卸出，禁止從車槽內(nèi)直接滾下。現(xiàn)場存放應在完好的包裝箱內(nèi)，并應用油布或其他物品將其蓋嚴。防止風砂侵入或在雨水與泥漿污物中長期存放。三分級箍現(xiàn)場使用方法開箱后應檢查外觀是否完好，有無缺陷或缺少穩(wěn)定螺釘。附件箱內(nèi)的一級膠塞、二級開孔塞、關孔塞及承托環(huán)等是否齊全。清洗公母絲扣并檢查公母絲扣有無損壞。公母扣連接時應使用專用套管密封脂?，F(xiàn)

4、場工程師必須測繪分級箍的開孔環(huán)、關孔環(huán)、開孔彈、關孔彈有關尺寸。這些尺寸和標準尺寸是否相符，否則不能入井。分級箍最好在場地連接到套管母接箍內(nèi)。與套管連接時必須嚴格按相應套管上扣扭矩。上好扣后上提套管，檢查上下穩(wěn)釘情況，接箍細扣處是否有松動或間隙過大，否則不能入井。任何時候使用都應在工具的額定載荷噸位之內(nèi)。在工具進入井內(nèi)后嚴禁轉動套管，上下活動套管應在工具額定載荷之內(nèi)。分級箍循環(huán)孔打開后，應大排量循環(huán)洗井，但不宜長期大排量循環(huán)，最好是在開孔循環(huán)一周后進行第二次固井作業(yè)。工具在正常施工壓力下增加810MPa進行關孔，關孔后應穩(wěn)定510分鐘以后再開井卸壓。鉆開分級箍處的開孔彈和關孔彈。必須在常規(guī)固井

5、后大于48小時，低密度固井應大于72h小時后進行，并采用低鉆壓和低轉速，最好用鑲齒或鋼齒鉆頭鉆進。不能使用PDC鉆頭，以免損壞關孔套，造成試壓失效。四分級箍工作程序及注意事項（DAVIS-777型及TOP-CO210型）下完套管后應緩慢開泵，正常后可加大循環(huán)排量，此時應加大測量泥漿密度、粘度及井口泥漿返出的變化；錄井應加強油氣后效測定，檢查確認循環(huán)通道從井底而并非分級箍處，分級箍處于完好的工作狀態(tài)。一級固井替泥漿時，一級柔性膠塞在到達分級箍前35m3泥漿時應減少頂替排量（為原排量的1/2），以防止大排量當膠塞到達分級箍時提前撞開分級箍開孔套。當膠塞頂過分級箍35 m3后，將排量再提高到設計頂替

6、排量。柔性膠塞快到達或接近膠塞座時，應減少排量，使其碰壓，碰壓壓力應在施工壓力的基礎上增加35MPa,并立即放回水開井。投開孔彈，如無特別要求可在水泥頭頂部開蓋投彈。投彈后等待下落。視泥漿密度、泥漿粘度及泥漿切力等情況不同，分級箍下入深度的不同，其下落時間會有長有短，一般可視為6080米/分為參考值。一般情況現(xiàn)場均小于此值。開孔，小排量開泵。當泵壓升至68MPa時，循環(huán)孔應打開。如開孔困難，可將泵壓提高到10MPa或更高進行。開孔困難的處理：打開水泥頭頂蓋，確認開孔彈確實已下落。視前面的下落速度，時間增加23倍還未到位時，則應采取下述步驟：應排除分級箍上部裸眼井段有無堵死循環(huán)通道的可能。應排除

7、分級箍提前打開，在一定的壓力下的液體被漏失。證明一級施工時確已碰壓，如未碰壓，則用泵打壓時井口應返泥漿或在一個恒定的壓力和排量下液體漏失了。處理辦法：采用游動滑車將井口套管提升一定噸位后，放松拉力，來回活動幾次，再行憋壓68MPa，最大可憋到10MPa。采用測井車下入加重桿（最好使用鉆桿制作），在開孔塞頂部沖擊幾次，使開孔彈到達球座位置，再開泵打壓。采用下入鉆具的方法推動開孔套運行，以打開分級箍。關孔（要求關孔塞處有一定的水泥塞）當關孔塞在替入泥漿的作用下隨套管自由下行，只要計量準確，關孔塞很快就能進入到分級箍地段，當繼續(xù)小排量替入時，泵壓升高很快，說明關孔塞已到位，在此施工壓力的基礎上增加8

8、10MPa，穩(wěn)壓510min即可開井觀察有無回流。如開井不能則應關井候凝，同時采用放回水的辦法，有意放一部分水泥漿返至分級箍（一般11.5m3）五分級箍TOP-CO210型，DQVIS778MC和778MC-3S機械式及液壓777HY型有關工作數(shù)據(jù) TOP-CO210機械關孔所用鉆壓尺寸（）鉆壓（公斤）鉆壓（磅）4 1/25152.411349.05 1/27862.417318.16 5/811593.025535.37.012520.127577.48 5/819415.342765.09 5/824407.353760.610 3/429969.866012.912 3/443684.5

9、96221.313 3/846372.1102141.320136341.9300312.5注：1磅（lb）=0.453593kg戴維斯（Davis）778MC型和778MC-3S型（三級）有關數(shù)據(jù)表（機械式分級箍）尺寸(in)最大直徑鉆塞內(nèi)徑總長打開壓力關閉壓力778MC778MC-3S打開座內(nèi)徑關閉座內(nèi)徑打開座內(nèi)徑關閉座內(nèi)徑inmminmminmmpsiMPapsiMPainmminmminmminmm56.09154.704.3109.2027.2569212008.4150010.502.7569.853.2582.552.2557.152.563.505 1/26.625168.30

10、4.892124.3027.3869512008.4150010.503.7595.254.065103.252.7569.853.06577.8578.725210.206.2010.36(多)157.5028.5072412008.4150010.504.625117.485.1251233.7595.254.25107.9512.65(多)6.004152.509 5/811.125282.6011.05(多)8.921226.6029.507491000712008.47177.807.75196.857.75146.056.50165.1011.99(多)8.60218.4413 3

11、/81538110.92(多)12.515317.930.889009006.31000710.50266.7011.25285.258.00203.209.75247.6512.59(多)12.415317.9戴維斯（Davis）777HY型液壓分級箍有關數(shù)據(jù)表尺寸（in）最大直徑壁厚鉆塞總長打開關閉打開內(nèi)徑關閉內(nèi)徑打開壓力inmmIn/itmminmminmmpsiMPapsiMPainmminmmpsiMPa56.09154.704.30109.204.3109.22725692300021150010.502.660566.683.2538.6011007.75 1/26.625168

12、.3014-177.724.892124.3027.38695.00300021150010.503.06077.724.062103.2012008.420-2310.544.810122.1778.275210.2017-238.056.276159.4128.50723.90260018.2150010.54.251085.125130.001000726-2910.366.20157.5032-3812.656.004152.509 5/811.125282.6032.3-4011.058.921226.6029.50749.30240066.8150010.56.301607.751

13、96.901000740.5-53.5811.998.60218.4413 3/815.00381.0054.5-6110.9212.515317.9030.88784.4020001412008.48.00203.2011.25285.809006.368-7212.1912.415315.34六、Baker(貝克)懸掛器現(xiàn)場組裝程序準備工作大于36鏈鉗2把，大于36管子鉗2把，大于80目金剛砂子12張，黃油，鉆桿絲扣油，機油少許。用機油將所有連接部位絲扣清洗干凈（冬季應用蒸汽沖洗）。用砂子將中心管外管打磨清洗，并涂上機油待用。7懸掛器采用65通徑規(guī)通中心管，5懸掛器采用45通徑規(guī)通中心管。

14、用干凈的瓦楞紙和不干膠帶將反扣固定好。注意反扣必須在底部。將空芯膠塞裝于膠塞接頭內(nèi)。組裝程序將密封接頭與回接筒相連。中心管與送入鉆桿連接并將絲扣緊牢。將中心管置于回接筒與密封膠塞內(nèi)。用管鉗在送入鉆桿上緊扣（注意：反扣）。至一人用管鉗緊到緊不動為止。接懸掛器于密封接頭下部。并用鏈鉗緊扣。接調(diào)節(jié)短套管于懸掛器下部。并用鏈鉗緊扣。接空芯膠塞接頭于調(diào)節(jié)套管下部。并用鏈鉗緊扣。在送入鉆桿與回接筒連接頂部用粉筆或油漆作上記號，以觀察上扣時是否有變化。所有絲扣在下套管前都必須用管鉗或套管鉗按規(guī)定扭矩緊扣。緊好扣后置于場地備下。七、Baker(貝克)懸掛器現(xiàn)場使用及注意事項1. 外觀檢查：懸掛器卡瓦是否完好，

15、推桿和各銷釘有無松動。反扣部分是否到位，有無自由松動與倒扣液缸有無位移，銷釘是否完好與足夠。中心管與送入鉆桿中空通道是否暢通，有無雜物在管內(nèi)。所有連接絲扣是否到位，有無余扣。2.測繪（最好畫簡圖）回接筒長度、外徑、內(nèi)徑懸掛器卡瓦上行斜面處的最大直徑捉球孔與銅球直徑是否相匹配。捉球承壓銷釘是否符合設計要求。否則應采取增加或減少銷釘?shù)霓k法，防止到井下蹩通困難或座掛時就已打通銷釘。尾管連接采用吊車將已經(jīng)組裝好的懸掛器吊至井架大門上方，扣好吊卡，上提動游車，將懸掛器慢慢吊起。吊車下吊繩始終處于吃力狀態(tài)。防止起吊時懸掛器卡瓦塊或液缸在大門斜坡上損壞。緩慢與鉆桿上扣，并抬頭觀察上部送入鉆具是否一同旋轉，若

16、一同旋轉，屬正常；若上部送入鉆具不能轉動則說明反扣送入鉆具已倒扣。此時應立即將鉆具與送入工具重新緊牢后才能進行下一步工作。緊扣后重復上述動作，將懸掛器安全的放入井口。并向回接筒內(nèi)倒入已調(diào)好的鉆桿絲扣油加機油。注：a.機油與鉆桿絲扣油比例各占50；b.9-5/87 西氣東輸加長筒約為8090升，普通短筒約為4050升；75約為25升。4. 下送尾管懸掛器當懸掛器接好已進入轉盤后，以每分鐘約一柱的速度下送尾管。（視井下情況而定）。鉆具在下放到達轉盤時應緩慢座在轉盤上，嚴禁猛剎猛頓。下送鉆具的過程中若發(fā)現(xiàn)遇阻，需開泵循環(huán)時，則循環(huán)壓力應小于8MPa。上提不得超過懸掛器承載安全拉力的80。下壓不得超過

17、懸掛器軸承的安全承壓能力的80。（約40t）。懸掛器下送到位，開泵循環(huán)時最好是座掛位置。懸掛器送入工具從井下起出后應在井場沖洗干凈，卸開送入鉆桿和中心管的連接，保護好絲扣，及時送往有關部門保養(yǎng)檢測，以便重復使用。八、Baker（貝克）懸掛器現(xiàn)場操作程序1. 根據(jù)下送尾管長度的不同，送入鉆具長度的不同及套管和鉆具尺寸的不同，并計算鉆桿回縮距及井口墊高等數(shù)據(jù)。確定井口鉆具的鉆余量。2. 配好鉆余量在鼠洞接好方鉆桿，再將此鉆具接到轉盤面以上的送入鉆具上。3. 核實鉆具重量：上提鉆具記錄指重表讀數(shù)；用指重表讀數(shù)減去方鉆桿及懸吊系統(tǒng)重量，得出送入鉆具和下部尾管的總重量。（實際在下到最后一立柱時就應灌滿泥

18、漿記錄重量）小排量開泵，控制泵壓小于8MPa；循環(huán)量達到鉆桿內(nèi)容積與尾管內(nèi)容積之和后，卸方鉆桿，投球，并開泵送球。記錄時間，注意泵壓變化情況。注：球到達球座的時間與泥漿性能和開泵排量及井深有關。銅球到達球座后，控制壓力緩慢升高，達到理論座掛壓力的基礎上再增加23MPa。后停泵并穩(wěn)壓23min，使活塞推動卡瓦向上運行。下放鉆具，長度為計算鉆桿回縮距，此時指重表讀數(shù)應為送入鉆桿重量，即為座掛成功。此時可增加下壓1020t，以驗證懸掛器卡瓦的牢靠性。否則應重復上述動作，并加大座掛壓力35MPa，如再次不成功，則可倒換井口短鉆桿長度，將鉆具直送到井底，實行座掛。憋通球座，根據(jù)不同的銷釘數(shù)和泥漿性能情況

19、，提高泵壓，一般應比座掛壓力增加810MPa，否則應改用固井車進行。放回水至零，下壓鉆具，在原座掛噸位的基礎上下壓10t左右，井口座鉆桿卡瓦加壓，2030t，并在鉆桿上做上記號，準備倒扣。倒扣：原則上不能鎖死轉盤，成自由狀態(tài)下進行。先倒5圈，無反扭矩；再倒10圈，無反扭矩；再倒20圈，無反扭矩。注意：如果為3-1/2鉆桿，倒扣一般應40圈，5鉆桿30圈。 上提鉆具：上提高度大于1.5m，小于2.50m；觀察重量變化，如果提出上述高度，其重量在送入鉆具重量之內(nèi)，減掉了尾管重量，說明倒扣成功。 將鉆具座吊卡于井口，卸去方鉆桿，裝水泥頭循環(huán)泥漿，準備固井。 快速起鉆，由于受水泥稠化時間的影響，所以起

20、鉆時都應加快速度。 九、尾管懸掛器有關計算及數(shù)據(jù)參考使用鉆具重量及截面積鉆桿規(guī)范壁厚（mm）重量（kg/m）截面積（cm2）K(m/t*m)88.9mm(3-1/2)9.3519.7923.362.037610-5127mm(5)9.1929.0234.031.399310-5127mm(5)9.6536.3335.56非標139.7mm(5-1/2)9.1732.5937.601.266510-5注：送入鉆桿壁厚不同，則應分段計算后相加。套管通徑規(guī)標準內(nèi)徑規(guī)標準尺寸（mm）內(nèi)徑規(guī)長度鋼板厚度內(nèi)徑規(guī)最小直徑 d-公差219.075(8-5/8)152810d-3.175244.5(9-5/8)

21、339.7(13-3/8)3051012d-3.97406.4(16)3051012d-4.76浮力減輕系數(shù) 井上生產(chǎn)用泥漿鉆桿在套管重量作用下的拉長量（回縮距）公式一： ：外力拉長（cm） P:尾管浮重（kg） L:送入鉆桿長度（m） E:鋼材彈性模量：2.1106kg/cm A:鉆桿橫截面積(cm2) K:接頭系數(shù)0.850.9常規(guī)：3-1/2鉆桿：E*A=49145 鉆桿：E*A=7350公式二： ：外力拉長（cm） P:尾管重量（t） L:送入鉆桿長度（m） K:鉆桿伸長系數(shù)（見下表）鉆具伸長系數(shù)表尾管固井鉆余量的確定鉆余量（注：井口配短鉆桿用量），m套管重量對鉆桿的伸長量（回縮距），

22、m吊卡高度，一般用兩只考慮，m鉆桿接頭長度，m倒扣后加壓310t的鉆桿壓縮距，m懸掛器倒扣時允許鉆具最大的扭轉圈數(shù)：N扭轉圈數(shù)K鉆桿扭轉系數(shù)L送入鉆具總長度，mG鉆桿鋼級，psiD鉆桿外徑，mmK2安全系數(shù)，1.0圓周率，3.14常用套管數(shù)據(jù)表。注：懸掛器、分級箍在連接時應與此相同。尺寸壁厚mm內(nèi)徑mm每米重Kg/m內(nèi)容積L/m外容積L/m鋼級扣型抗拉KN抗擠MPa抗內(nèi)壓MPa緊扣扭矩NMinmm273.0526.24220.57157.7238.2158.56TP140TP-FJ83986180接頭130/本體162250.8015.88219.0893.5437.7049.42NKHC14

23、03SB1132081.80106.928207VM140VAM-TOP1131197.9106.928207SM125TTV-T1153676.8095.4028207K0110T梯形888291.1063.2018561244.5015.88219.0869.8938.1947.10NKHC1103SB667053.4164.7818561240.5011.99220.50VM140HCVAM-TOP845453.9082.90NT110HSNS-CC663549.2063.11K0110T梯形664149.8063.20TP110TT梯形664153.7863.16TP140梯形8452

24、40.6163.16206.4016.00174.4075.1223.8833.45TP140TP-FJ503713277154007177.812.65152.5051.7618.2724.88TN140HC梯形6334121.9482.5319000177.9SM110梯形4871108.3979.7713994NKHC1103SB5008109.2779.8713994177.8TP110T梯形4978103.2880.1913994NKHC1403SB6340120.1120.219000TP140梯形6334106.8781.291900010.36157.1043.1519.38K

25、0110FOX412858.5051.601731412.6551.7618.27VM140VAM17430尺寸壁厚mm內(nèi)徑mm每米重Kg/m內(nèi)容積L/m外容積L/m鋼級扣型抗拉KN抗擠MPa抗內(nèi)壓MPa緊扣扭矩NMinmm7177.8010.36157.1043.1519.3824.88NK140T梯形527085.7098.5010300SM110T梯形412680.2696.9310300NKT1103SB428380.2677.3210300NKHC1403SB527085.7098.5014900SM110TTTM413277.9077.401660924.55TP110TT梯形41

26、3258.8077.4010806157.00TP110T-SS/B梯形433073.3677.3610300139.709.17121.4029.7211.5815.36P110TM285276.2084.9TP110T梯形285191.9186.56TP110TT梯形285199.0586.56P1103SB312094.7087.1051279.50108.0027.709.1612.69VM140VAM-TOP11112293309.19108.6026.99.26TP110TT圓扣2580114.4597.584950K0110TFOX2127106.7270.369436TP140

27、圓扣3282112.561125940114.308.5697.1822.477.4110.26TP110TT圓扣2157120.40100.944060TP140圓扣2745121.24125.444870常用工具壁厚對照表尺寸磅/吋毫米尺寸磅/吋毫米5189.1995/84711.9972910.3695/853.513.8473211.5197/862.815.8873512.65103/445.510.1695/84010.03103/45111.4395/843.511.05103/455.512.57十、懸掛器在井下工作中遇到問題的應急處理預案當懸掛器下到井底后（下送均正常），可能遇到兩種情況：開泵不順暢：由于泥膏巖地層可能造成井眼縮徑或因泥漿粘度過大或因井內(nèi)有沉砂，浮鞋插入了沉砂之中，此時都有可能造成開泵困難。采取的措施：將泵壓頂?shù)?10MPa,停泵上下活動鉆具；開回水閥門，上下活動鉆具，重新將泵壓頂至810MPa；循環(huán)排量較小時，不能著急，慢慢循環(huán)并逐步加大排量，并活動鉆具。座掛困難：當泵壓達到座掛壓力，而懸掛