固井設備的資料

固井設備的資料第1頁/共49頁常規(guī)固井施工流程擺放施工車輛安裝固井井口連接管線試運轉(zhuǎn)設備洗管線、試壓注水泥漿施工收工具管線洗車、檢查設備固井小結(jié)歸隊第2頁/共49頁注前置液注水泥漿壓膠塞頂替水泥漿碰壓候凝常規(guī)注水泥工序第3頁/共49頁2023/3/25混合器水泥水泥漿

將水泥、水以及添加劑按一定的比例混合后，通過固井泵泵送到預定深度的井壁與套管環(huán)形空間，使套管與井壁牢固粘結(jié)。泥線表層套管技術套管第4頁/共49頁第一部分固井設備2023/3/25第5頁/共49頁2023/3/25固井設備水泥車第6頁/共49頁2023/3/25供水車第7頁/共49頁固井設備2023/3/25一、水泥車二、儲灰罐混合器水泥泵離心泵第8頁/共49頁2023/3/25第9頁/共49頁1.混合器混合器是水泥車上把水和干水泥混合成水泥漿的設備。常用混合器2023/3/25普通水力式混合器龍卷風混合器哈里伯頓再循環(huán)混漿系統(tǒng)自動混漿系統(tǒng)漏斗式混合器普通密閉式混合器旋流蝸殼、下水管、混合管、混漿池RCM混合器、混漿罐、離心泵、密度計、攪拌器，水泥節(jié)流閥等高能混合器、干水泥計量閥計、密度自動控制系統(tǒng)，計算機硬件第10頁/共49頁2023/3/25第11頁/共49頁2.水泥泵水泥泵是固井施工作業(yè)的動力設備目前我國使用的水泥泵是雙缸活塞式和往復式三缸柱塞泵，由曲柄/連桿機構(gòu)或者旋轉(zhuǎn)盤/連桿機構(gòu)將輸入曲柄的旋轉(zhuǎn)運動變成柱塞的往復運動2023/3/25按作用方式分為：單作用泵、雙作用泵按活塞構(gòu)造可分為：活塞泵、柱塞泵第12頁/共49頁3.離心泵離心泵是固井水泥車臺面上的輔助設備，是為混漿系統(tǒng)完成自配固井水泥漿和使水泥漿產(chǎn)生再循環(huán)提供動力而配置的常用的有4x5RA45,5x6PN兩種2023/3/25第13頁/共49頁二.儲灰罐儲灰罐是儲存和運輸散裝水泥的重要設備，利用壓縮空氣將水泥注入混合器實現(xiàn)水泥密閉輸送。2023/3/25結(jié)構(gòu)：動力傳動系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、水泥罐、底座構(gòu)架第14頁/共49頁2023/3/25灰罐第15頁/共49頁第二部分固井工具一、循環(huán)接頭二、固井水泥頭三、固井膠塞四、套管頭五、其他工具第16頁/共49頁一、循環(huán)接頭1．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)的工具稱為循環(huán)接頭。2．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．作用(1)下套管過程中，進行中途循環(huán)洗井。(2)下套管結(jié)束后，進行循環(huán)洗井。第17頁/共49頁4．結(jié)構(gòu)(1)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)活接頭式循環(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)接頭第18頁/共49頁2023/3/25第19頁/共49頁1．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．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，適應各種工藝固井。(3)如果回壓閥失靈，可實現(xiàn)憋壓，控制水泥漿倒流。(4)通過它實現(xiàn)活動套管操作。二、固井水泥頭第20頁/共49頁3．表示方法DT14-340工作壓力14MPa，公稱尺寸340MM的單塞水泥頭二、固井水泥頭公稱尺寸：mm或者in工作壓力：MPa名稱代號：鉆桿水泥頭ZT,單塞水泥頭DT，雙賽水泥頭ST第21頁/共49頁4．分類(1)按聯(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)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)按裝膠塞的作用和個數(shù)分為單塞水泥頭和雙塞水泥頭。二、固井水泥頭第22頁/共49頁二、固井水泥頭第23頁/共49頁二、固井水泥頭（1）單塞水泥頭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-絲堵第24頁/共49頁二、固井水泥頭（2）雙塞水泥頭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）。第25頁/共49頁二、固井水泥頭雙塞水泥頭的使用方法(1)準備好試壓合格的水泥頭，打開水泥頭頂蓋，關閉下?lián)蹁N，打開上擋銷，裝好下膠塞。(2)關閉上擋銷，裝入上膠塞(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)。(3)上緊頂蓋，關閉相關閘門。第26頁/共49頁二、固井水泥頭雙塞水泥頭的使用方法(4)把水泥頭和井口套管(或聯(lián)頂節(jié))正確聯(lián)接。(5)安裝好水泥頭相關控制閘門，連接好相應固井管線。(6)打開沖洗閘門，沖洗注水泥管線；關閉沖洗閘門，管線試壓。(7)打開雙塞水泥頭下部與下?lián)蹁N相通的注入閥門(圖中1號閥)，注入清洗液，停泵，關閉1號閥。第27頁/共49頁二、固井水泥頭雙塞水泥頭的使用方法(8)打開下?lián)蹁N，釋放下膠塞，打開雙塞水泥頭中部與上擋銷相通的注入閥門(圖中2號閥)，注入隔離液和水泥漿。(9)注水泥漿結(jié)束后，停泵，關閉2號閥。打開沖洗閘門，沖洗管線殘留水泥。(10)打開雙塞水泥頭的上擋銷，釋放上膠塞。(11)打開雙塞水泥頭最上部的注入閥門(圖中3號閥)，注壓塞液，壓入上膠塞。第28頁/共49頁二、固井水泥頭雙塞水泥頭的使用方法(12)確認上膠塞已離開水泥頭后，開始替漿，關閉上下?lián)蹁N。(13)替漿過程中，根據(jù)施工壓力情況，也可以打開2號閥和1號閥以降低泵壓。(14)替漿結(jié)束碰壓后，地面釋放回壓，根據(jù)浮箍浮鞋止回閥的工作情況來確定敞壓或憋壓候凝。關閉1號閥、2號閥和3號閥。待水泥漿初凝后卸掉水泥頭。第29頁/共49頁二、固井水泥頭（3）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，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。第30頁/共49頁二、固井水泥頭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，關閉注水泥閘門，開擋銷，通過頂膠塞入口壓膠塞。(5)確認膠塞進入鉆桿后，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)的尾管膠塞復合(此時泵壓略有變化)。(6)復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。第31頁/共49頁二、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。該槽應與水泥頭本體下端縱向槽對應，裝水泥頭時，本體下端螺紋垂直插進快速接頭的上端螺紋，向右旋轉(zhuǎn)60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，以提示施工員做出正確的指揮命令，保證固井質(zhì)量。第32頁/共49頁圖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；6－套管聯(lián)接短節(jié)第33頁/共49頁二、固井水泥頭操作常規(guī)水泥頭(1)準備好試壓合格的水泥頭并安裝在井口上，檢查閥門及擋銷是否處于關閉狀態(tài)。(2)打開洗管線閥門，清洗注水泥管線。(3)打開注水泥閥門，關閉洗管線閥門，開始注前置液、水泥漿。

(4)注水泥漿結(jié)束后，關閉注水泥閥門，兩個井口工同時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)打開壓膠塞閥門，進行壓膠塞替漿作業(yè)。(6)確認膠塞已離開水泥頭后，關閉擋銷，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。關閉替漿閥門，候凝。待水泥漿初凝后卸掉水泥頭。第34頁/共49頁二、固井水泥頭水泥頭試驗和檢驗規(guī)則固井水泥頭必須用清水進行內(nèi)壓力強度試驗，試驗壓力符合下表工作壓力（MPa）試驗壓力（MPa）要求1428壓力持續(xù)時間不少于3min，在此時間內(nèi)不得有任何滲漏現(xiàn)象21423535第35頁/共49頁1．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．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．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、固井膠塞第36頁/共49頁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(英寸)膠塞代號，上膠塞用SS；下膠塞用DS。第37頁/共49頁5.1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?shù)竭_阻流板時，顯示碰壓，則注水泥作業(yè)結(jié)束。三、固井膠塞第38頁/共49頁5.2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。當下膠塞到達阻流板時，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、固井膠塞第39頁/共49頁6．安裝上、下膠塞(1)卸掉水泥頭壓蓋，打開上擋銷，關閉下檔銷，將下膠塞安放至上、下?lián)蹁N之間。(2)關閉上擋銷，將上膠塞安放于上擋銷之上。(3)蓋好壓蓋，并擰緊。三、固井膠塞第40頁/共49頁三、固井膠塞防轉(zhuǎn)式固井膠塞

主要用于自升式平臺和導管架上的套管固井，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)式固井套管膠塞頂、底塞第41頁/共49頁2023/3/25第42頁/共49頁四、套管頭1.定義套管頭是安裝在表層套管柱上端，用來懸掛除表層套管外的套管和密封套管環(huán)形空間的井口裝置。2.作用可通過套管懸掛器承受表層套管之外的各層套管的重量連接