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1、1 1中海油服油田化学事业部中海油服油田化学事业部中海油服油田化学事业部中海油服油田化学事业部2008200820082008年年年年8 8 8 8月月月月固井井口工具及套管附件固井井口工具及套管附件2 2第二讲内容第二讲内容一、固井井口工具一、固井井口工具二、固井套管附件二、固井套管附件3 3一、一、固井井口工具固井井口工具4 4水泥头水泥头p水泥头是注水泥施工过程的井口连接工具，用于连接套管（或钻杆）和注水泥管汇；水泥头还用来安装胶塞，通过胶塞释放挡销机构控制胶塞的释放，并根据胶塞释放指示销判断胶塞是否释放。l按用途划分有套管水泥头、钻杆水泥头和尾管水泥头；按尺寸划分有5“、7”、9-5/
2、8“和13-3/8”。5“水泥头是钻杆水泥头和尾管水泥头；l钻杆水泥头中有固定式水泥头和旋转式水泥头。l尾管水泥头是旋转式水泥头，l套管水泥头中有直接联接式水泥头、快速联接水泥头、卡盘联接水泥头和卡盘快速配合联接水泥头。而直接式联接水泥头中还分有分体水泥头和带有压力平衡管水泥头。5 51、卡盘式套管水泥头（双塞）、卡盘式套管水泥头（双塞）l套管水泥头由顶盖、本体、释放挡销、释放指示销、胶塞腔、套管联接短节和阀门管汇等部分组成，如图4-2所示。l释放下胶塞时，旋转退出释放下挡销，下胶塞在重力和泵送液体推动下离开下胶塞所在内腔（释放指示销有显示），并沿套管内壁被驱替至套管浮箍上。同样地，释放上胶塞
3、时，旋转退出释放上挡销，上胶塞在重力和顶替液的推动下，离开上胶塞所在内腔（释放指示销有显示），驱替水泥浆并清刮套管内壁直到与下胶塞重合、碰压为止。l卡盘式套管水泥头（双塞）图4-2 套管水泥头（双塞）1顶盖；2密封圈；3本体；4释放挡销；5释放指示销；6套管联接短节6 6单卡盘式水泥头塞单卡盘式水泥头塞7 72、套管水泥头（双塞）、套管水泥头（双塞）可为套管丝扣可为套管丝扣或卡盘式快接头或卡盘式快接头不同规格水泥头参数8 8套管水泥头快速接头套管水泥头快速接头快速接头用来把水泥头联接在套管上，它允许水泥头在任何方向与套管连接，从而有利于水泥头在现场的应用。1、本本体体 2、调调节节螺螺母母 3
4、、卡卡箍箍 4、锁锁销销 5、限限制制环环 6、密密封封座座 7、端端面面密密封封 8、“O”圈圈 9、固定螺钉、固定螺钉 10、快速拆卸销钉、快速拆卸销钉 11、螺母、螺母 12、六角螺栓、六角螺栓9 9单双塞分体式水泥头单双塞分体式水泥头特点：特点：便于人工安装，易于检查、保养和维修，应用于批量快速钻井作业。1010l钻杆水泥头：钻杆水泥头：在半潜式钻井平台常规套管固井时使用，主要功能是连接井口送入工具与固井管线，并提供容纳钻杆胶塞及/或剪切球的空间，配有相应释放机构。l工具组成如图4-3所示。图4-3 Weatherford钻杆水泥头示意图哈里伯顿和哈里伯顿和BJBJ公司公司使用塑料球，
5、来释放水下套管底塞1111l钻杆水泥头主要用于半潜式钻井平台的水下释放胶塞（SSR胶塞）固井。图4-7 平衡阀工作原理示意图新型水下释放胶塞新型水下释放胶塞- -替代平衡阀替代平衡阀1212l尾管水泥头：用于尾管固井。尾管水泥头由提升短节、本体、旋转轴承机构、钻杆塞挡销机构、投球机构、钻杆联接短节和阀门管汇等部分组成，如图4-4所示。l尾管水泥头主要用于尾管固井，提升短节和旋转轴承机构的作用同钻杆水泥头的对应机构相同。坐挂尾管悬挂器时，旋转投球机构的手柄，顶杆便将球从投球机构内腔顶出，球在重力和泵送液体的推动下，沿钻杆内腔落到悬挂器球座上，在泵压的作用下使尾管悬挂器实现坐挂。释放尾管胶塞时，旋
6、转钻杆塞挡销机构的手柄，使挡销从钻杆塞内腔收回，钻杆塞便在泵送液体的推动下离开钻杆塞所在内腔，沿钻杆内壁落到尾管胶塞座上，在泵压的作用下剪切释放尾管胶塞。lT.I.W尾管水泥头图4-4 尾管水泥头示意图1313快速接头快速接头l快速接头：用于连接套管与套管水泥头。通常快速接头下段为对应套管扣，上端为快速扣。1414循环头顶驱式循环头，相应套管扣410采用快速扣连接的套管循环头采用快速扣连接的套管循环头钻杆扣钻杆扣套管扣循环头套管扣循环头1502扣扣套管扣循环头套管扣循环头图4-5 常用循环头结构示意图用于下套管或尾管中途连接下入套管、顶驱或地面高压管汇上，建立循环的井口工具 1515l自动灌浆
7、工具（缺图片）1616l插入接头：插入接头：与插入式浮鞋或浮箍配套使用，主要用于大尺寸套管的内管固井作业；有直插式和旋转插入式。1717l内管扶正器：内管固井或其类似固井作业中用于扶正内管串，提高内管串在套管内居中度。常为单弓型l内管（钻杆）扶正器：1818二、固井套管附件二、固井套管附件1919套管附件套管附件l引鞋或浮鞋、浮箍、l分级注水泥接箍、旁通塞、旁通塞座、（一级）碰压塞、（二级）开孔塞（开孔弹）、分级箍关闭塞、碰压箍（或橡胶/金属碰压板）、球座l套管扶正器（弹性/刚性/辊轴）、限位卡箍、水泥伞（或水泥篮）、l顶塞（上胶塞）、底塞(下胶塞)、钻杆胶塞和套管胶塞等。2020导鞋导鞋l导
8、鞋：无单流阀、仅起导向作用。导鞋：无单流阀、仅起导向作用。单流阀单流阀2121浮鞋浮鞋浮鞋有带浮鞋有带1 1或或2 2个单流阀，侧边孔、自动灌浆、带划眼、偏心园形导入头、扶个单流阀，侧边孔、自动灌浆、带划眼、偏心园形导入头、扶正功能的。正功能的。2222浮箍浮箍l带带1 1或或2 2个单流阀、自个单流阀、自动灌浆功能、侧边孔、动灌浆功能、侧边孔、插入式带胶塞座、旋插入式带胶塞座、旋转插入密封等；转插入密封等；2323常用套管附件常用套管附件l自升式平台内管固井自升式平台内管固井l组成：组成：插入浮鞋、或选用插入浮箍，配套应用插入头及钻杆扶正器专用工具。l关键：关键：插入头与浮鞋的插座 形成密封
9、。l适用：适用：30”/20/13-3/8”套管插入浮鞋示意图插入浮鞋示意图2424常用套管附件常用套管附件l半潜式平台内管固井半潜式平台内管固井l组成：组成：浮鞋，浮鞋，或选用浮箍或选用浮箍+ +内管内管柱柱+ +套管头密封工具套管头密封工具+送入管柱送入管柱；l关键：关键：套管头密封工具套管头密封工具l适用：适用：3030”/20/20/13-3/8/13-3/8”套套管管图4-22 浮鞋图4-23 浮箍2525常用套管附件常用套管附件l防转套管胶塞组防转套管胶塞组l套管胶塞套管胶塞 主要用于自升式平台和导管架上的套管固井，l底塞（红色）用来隔离水泥浆与前置液，防止前置水泥浆在出套管浮箍前
10、受污染。l顶塞（黄色）用来把顶替液与水泥浆隔开，防止后面的水泥浆受顶替液的污染，同时顶塞还用来碰压，指示固井替浆结束。图4-25 套管胶塞顶、底塞2626常用套管附件常用套管附件底塞座落在浮箍后，胶皮击穿压力400Psi。2727常用套管附件常用套管附件l水下释放胶塞组水下释放胶塞组lSSR胶塞组胶塞组 l主要用于半潜式平台的套管固井，它允许通过钻杆把水泥浆泵送到井内而不需要从钻台到海底全部下入套管。l钻杆胶塞通过钻杆水泥头进行投放，可刮去钻杆内的水泥浆并剪切释放SSR套管胶塞，SSR套管胶塞的作用同前述套管胶塞。图4-26 SSR胶塞组2828常用套管附件常用套管附件l尾管胶塞尾管胶塞l连接
11、在尾管送入工具中心管下端的接箍上，钻杆胶塞通过尾管水泥头进行投放，刮去钻杆内的水泥浆并与尾管胶塞复合后，剪切释放尾管胶塞。尾管胶塞下行顶替水泥浆至球座后碰压。2929常用套管附件常用套管附件l球座l球座球座用于液压式尾管悬挂器座挂用，通过投下球，球落在球座上，泥浆泵加压实施尾管悬挂器座挂于上层套管内。3030l节流浮箍节流浮箍l适用于回接尾管固井，当回接插入密封头插入时，其在压差作用下允许极小部分流体通过节流阀孔进入管内，有利于插入头插入座封。节流浮箍节流浮箍3131各类扶正器各类扶正器弹性弹性刚性刚性3232常用套管附件常用套管附件l刚性弹性套管扶正器刚性弹性套管扶正器l套管扶正器有弹性和刚
12、性之分，它们的作用是扶正套管，提高套管在井眼中的居中度，使套管与井壁环空的水泥浆充填均匀，保证固井质量。套管扶正器通常安放在油层、气层、水层及其上下隔层，井径规则处，浮鞋、浮箍的上下，尾管重叠段等位置。单弓型单弓型弹性扶正器弹性扶正器刚性扶正器刚性扶正器双弓型双弓型辊轴螺旋型刚性3333常用套管附件常用套管附件扶正器止动环l如图所示为多种类型的扶正器止动环。l止动环装在套管本体上，限制套管扶正器上下活动，l确保关键层位水泥浆封隔质量。3434常用套管附件常用套管附件l双级注水泥接箍l组成组成l不带封隔器的(见图4-1)和带封隔器的(见图4-2)两种。双级注水泥工具结构组成如下：l关闭挡圈；l第
13、一级关闭塞；l自由下落式打开塞；l第二级锁紧塞；图4-1 液压式 图4-2 常规式 图4-3带封隔器3535l751E分级注水泥接箍可选用胶塞组合：可选用胶塞组合：一级：一级：旁通塞座、旁通塞、碰压箍或挡板（橡胶或铝合金）、碰压塞。二级：二级：开孔塞（开孔弹） 、关闭塞 3636图4-3 双级注水泥施工程序图3737l水泥伞（或水泥篮） l水泥伞（或水泥篮）l装在多级注水泥接箍下方,防止水泥浆下沉的伞状（或篮状）装置。3838l刮泥器(井壁抓)，装在套管上用以清除井壁疏松泥饼。3939l分流接头（旋流接头）分流接头（旋流接头）l采用这种工具使水泥浆从底部或侧向孔中流出，可以减小高密度的水泥浆下沉与泥浆污染而发生“伸长”的危险。4040Click to edit title style问问 题题 ？
