旋转引鞋管柱下放工具研制.docx

旋转引鞋管柱下放工具研制韩飞，王力，阳文发，于海洋（中国石油集团钻井工程技术研究院 ，北 京 ；中石油吉林油 田 钻井工艺研究院 ，吉 林 松 原 ；潍坊市宇宏石油机械有限公司 ，山 东 潍 坊 ）摘要：水平井及大位移井井眼存在砂桥及缩颈，经 常 导 致 完 井 管 柱 （尤 其 是 配 有 封 隔 器 等 复 杂 的 完 井管柱）下放困难。通过对国内相关技术的调研，结合国内油田的需要，提出了新的管柱下放方案， 研制了旋转引鞋管柱下放工具。介绍了该工具的结构、工作原理、厂内及现场试验情况。厂内试验 及现场应用证明该工具能够解决井眼砂桥及井眼缩颈条件下管住的下放问题。关键词：管柱；下套管；工具中图分类号：文献标识码： ， ， ， （，； ，； ， ，）： ， ， ， ：；水平井固井、完井的困难在于 套管如何顺利下 入水平井段。目前，针对完井管柱的下放 困 难 问 题，国内已经研发出了一些工具 ，例如顶驱下套管装 置，可循 环 式 井 口 加 压 装 置 及 下 套 管 牵 引 装 置等。其中，顶 驱 下 套 管 装 置 主 要 特 点 是 直 接 利 用顶驱的 转 矩 实 现 套 管 的 上 卸 扣并可随时循环泥 浆；可循环式井口 加压装置主要特 点是增加管柱的 下放压力并可随 时 循 环 泥 浆 ；下套 管牵引装置主要 特点是利用水力 作 用 在 井 下 实 现 自 牵 引 ，增 加 管 柱下放的牵引力。经调研分析，目前，顶驱下套管装置已经实现商 业化应用，其能够大幅提高下套管作业效率 ；可循环 式井口加压装置 处于原理样机阶段 ；下 套 管 牵 引 装 置仍处于概念 阶 段 。 上述装置及工具各有特点 ，在 解决管柱下放困 难问题方面发挥了一定的作用 ，可 处理简易井眼砂 桥引起的管柱下放问题 ，但 是 很 难 解决井眼缩颈造成的管柱下放问题 。通 过 对 相 关 技 术 调 研，中 国 石 油 集 团 钻 井 工 程收 稿 日 期 ：作 者 简 介 ：韩 飞（），男 ，辽 宁 葫 芦 岛 人 ，工 程 师 ，硕 士 ， 年毕业于中国石 油 大 学 （北 京 ）机械设计及理论专业 ，从 事石油钻井装备与工具研究 ，：。 石 油 矿 场 机 械年 月技术研究院钻井机械所研发了一种新型管柱下放工 具，其可以通过提 放及泥浆循环实 现套管鞋相对整 个管柱旋转，具 有井眼缩颈段的 扩 眼 功 能。 该 工 具 可配套顶驱下套管装置或可循环式井口加压装置使 用，可大幅增加管柱下放的成功率 。 结构旋 转 引 鞋 管 柱 下 放 工 具 取 代 常 规 套 管 鞋 ，直 接 安装在完井管 柱 最 下 端 。 该 工 具 主要由传动芯轴 、 旋转套接头、旋转 套、套 管 鞋、传动 销及剪切销等组 成，结构如图所示。 传 动 芯 轴 ； 旋 转 套 接 头 ； 传 动 销 ； 剪 切 销 ； 旋 转 套 ； 套 管 鞋 图 旋转引鞋管柱下放工具结构 其中，传动芯轴上加工有螺旋导向槽 ，可以通过 传动销将传动芯轴的上下运动转化为套管鞋的旋转 运动；套管鞋外面加工有 硬 质 合 金 （如 图 ），具 有 扩眼功能。图 套 管 鞋 样 品 工作原理旋转引鞋管柱下放工具直接安装在完井管柱最 下端，其可通过完 井管柱的提放作 业实现套管鞋的 旋转。具体的工 作 原 理 是 ：井口将 该工具与完井管 柱连接在一起；正常下放管柱作业 ，一旦管柱下放遇 阻，加压将剪切销 剪 断 ；井 口 连 接 好 循 环 装 置，循 环 泥浆（顶驱须配备顶驱下套管装置 ，方钻杆须要配备 变扣接头），同时提放管柱，套管鞋旋转，直至管柱下 放到设计位置。 主要技术参数表为适用于 （ 英 寸 ）套 管 的 旋 转引鞋管柱下放工具的主要技术参数 。表 主 要 技 术 参 数本 体 外 径 工 作 转 矩（） 套 管 鞋 外 径 工 作 排 量（） 工 具 长 度 厂内试验 功能原理试验主 要 是 为 了 验 证 工 具 的 功 能 原 理 是 否 可 行 ，设 计参数是否合理。） 试验方法 先将个滑套安装在工具的外 套上，该滑套为普 通 铁 管 ，可相对外套上下滑动 ；将 工具固定在拆装 架 上 ，固 定钳夹紧工具外套上的滑 套；拆装架移动钳夹紧传动心轴丝扣端 ；往复移动拆 装架移动钳，观察套管鞋是否自由旋转 。） 试验结果 套管鞋在往复移动拆装架移动 钳时，能够自由旋 转，证明该工具功能原理可行 ，设 计合理。 工作转矩测试转 矩 参 数 是 该 工 具 作 业 的 重 要 参 数，转 矩 参 数 直接影响该工具解决缩颈井眼遇阻的能力 。） 试 验 方 法 先 进 行 传 动 销 的 抗 剪 强 度 测 试；根据测试数据，完成工具工作转矩的分析 。） 试 验 结 果 传 动 销 在 载 荷 下 仍 能 正常工作，结合螺旋导向槽的设计参数计算 ，该工具 的最大转矩大于。 工作排量测试泥 浆 排 量 参 数 是 该 工 具 作 业 的 重 要 参 数，合 理 的泥浆排量能够防止工具传动芯轴上提作业时的套 管鞋的跟随。） 试验方法 先将传动芯轴的螺纹端连接水 管线；外套固定在 试 验 台 架 上 ，泵 入 清 水；测 试 传 动 芯轴相对外套运动时的清水排量 。） 试验结果 清水排量在时，传 动 芯 轴开始运动。 现场应用，旋转 引 鞋 管 柱 下 放工具在吉林松 辽盆 地 南 部 新 立 区 块 吉 井 首 次 现 场 试 验。 该井是口定向井，设计井深为。该井 地层为白垩系青山口组 、泉头组，钻 完 井 过程中易出现塌 、漏、卡 等 问 题。 为 应 对 该 问题，决定采用 （ 英 寸）油 层 套 管 旋 转 引鞋管柱下放工具完井 。完井管柱成功下放到设计 井深，固井顺利。年 第 卷 第 期 第 页石 油 矿 场 机 械 ，（）：文 章 编 号 ：（）防喷器控制系统的蓄能器容积计算吴国辉，许宏奇，张宁，耿艳东，王卫华（河北华北石油荣盛机械制造有限公司 ，河 北 任 丘 ）摘要：比较不同方法计算的蓄能器容积和水深对蓄能器容积的影响。使用钻 井井口控制设备及分流设备控制系统规范中关 于 蓄 能 器 系 统 的 计 算 方 法，结 果 表 明：蓄 能 器 容 积 率和已充压力（密度）与最小操作压力（密度）的比值正相关；方法 与方法 计算的 容 积 率 与 初 始 条件有关；随着水深增加，蓄能器容积率变小；功能液量一定时，蓄能器容积需变大。关键词：防喷器；蓄能器；容积率中图分类号：文献标识码： ， ， ， ， （ ，）： （） （）， ， ， ：；檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪石 油 钻 探 技 术 ，（）： 结语旋转引鞋管柱 下 放 工 具 提 供 了 一 种 新 型 管 柱 下 放理念，厂内试验及现场应用验证了其能够解决井眼 砂桥及井眼缩颈的问题。此外，笔者认为其与顶驱下 套管装置配套 应 用 效 果 会 更 好。随 着该工具的不断 完善，将实现在无需通井条件下的管柱下放作业。参 考 文 献 ： 王 德 新 ，于 润 桥 套管柱在水平井弯曲段 的 可 下 入 性 陈 浩 ，刘 承 杰 ，刘 清 友 ，等 套管柱与钻柱间 侧 向 力 的 分 析天 然 气 工 业 ，（）： 张 东 海 深层水平井固井技术 天 然 气 工业 ，（）： 梁 政 ，张 力 文 ，蒋 发 光 ，等 顶驱下套管驱动 工 具 现 状 与 发 展 建 议石 油 矿 场 机 械 ，（）： 王 辉 ，何 军 ，贾 涛 ，等 可 循 环 式井口加压装置的研究 石 油 机 械 ，（）： 陈 浩 ，王 长 江 ，董 林 ，等 新型水平井固井下 套 管