分级注水泥器及现场应用.ppt

分级注水泥器及现场使用,川庆钻探工程有限公司2010年7月,唐欣,一、概述二、国内外工具介绍三、现场使用,提纲,为实现双级或多级进行连续或不连续的注水泥固井作业，在套管柱的预定位置安装的一种特殊装置，称为分级注水泥器或分级箍。,一、概述,1、概念,地层不能承受一次注长段水泥浆形成的压力；两段目的层之间存在很长不需要水泥封固的井段；长封固段注水泥作业难以满足一次完成施工设计要求。,一、概述,2、使用原则,一、概述,分级注水泥器本体；附件下胶塞座、下胶塞、中胶塞（重力塞/重力球，也叫开孔塞）、上胶塞（关孔塞）。,3、主要构件,分级注水泥器本体,上胶塞,中胶塞,下胶塞,下胶塞座,下胶塞,下胶塞,一、概述,图1，分级注水泥器在下井前、循环钻井液、第一级注水泥及下胶塞通过分级注水泥器全过程，循环孔均处于关闭状态；图2，中胶塞（重力塞、重力球）下行，剪断开孔销钉，开孔内套和开孔滑套下行，打开循环孔状态；图3，注完第二级水泥，压入关孔塞，关孔塞下行剪断关孔销钉，关孔滑套和关孔内套下行，永久关闭循环孔状态；图4，开孔内套和关孔内套钻掉后状态。,4、工作原理(机械式）,图1开孔前,图2开孔后,图3关孔后,图4钻内套后,一、概述二、国内外工具介绍三、现场使用,提纲,二、国内外工具介绍,1、川庆井下（全开闭分级注水泥器机械式）,内套台阶,壳体台阶,内套弹性部分,内套,关闭塞座,开孔塞座,二、国内外工具介绍,2、川庆井下（悬臂式分级注水泥器机械式）,工作原理当第一级水泥浆注完后，开孔塞被顶替到（重力球或重力塞落入到）该分级注水泥器得开孔塞座时，憋压到一定值，剪断销钉，开孔塞座下行，打开循环孔。第二级水泥浆注完后，关闭塞被顶替到关孔塞座上，憋压到一定值时，剪断销钉关闭塞座下行到位，内套弹性部分内收，内套下行，关闭循环孔。,二、国内外工具介绍,3、DAVIS分级注水泥器（机械式）,开孔滑套,防转机构,开孔销钉,循环孔,重力塞,已剪断开孔销钉,开孔销钉,开孔滑套,开孔胶塞,自锁机构,双密封机构,初始状态,开孔状态,关孔状态,二、国内外工具介绍,4、WEATHERFORD分级注水泥器（机械式）,二、国内外工具介绍,5、DAVIS分级注水泥器（液压式）,Weatherford液压分级箍,二、国内外工具介绍,6、WEATHERFORD分级注水泥器（液压式）,通过开孔塞或重力塞座在开孔套上，液压实现封隔器膨胀，有效封隔下部产层或敏感性地层。,二、国内外工具介绍,7、WEATHERFORDP膨胀式分级注水泥器（机械式）,通过开孔后液压实现封隔器膨胀，有效封隔下部井段。,二、国内外工具介绍,8、DAVIS膨胀式分级注水泥器,一、概述二、国内外工具介绍三、现场使用,提纲,1、关注重点,A、开关孔是否可靠,C、密封承压是否足够高,B、钻塞是否影响密封,三、现场使用,D、密封是否具有长效性,2、管串结构,A、使用下胶塞碰压：浮鞋（引鞋+套管鞋+数根套管+浮箍）+数根套管+浮箍+数根套管+下胶塞座+套管串+分级注水泥器+套管串等。,三、现场使用,B、不使用下胶塞碰压：浮鞋（引鞋+套管鞋+数根套管+浮箍）+数根套管+浮箍+套管串+分级注水泥器+套管串等。,3、胶塞组合,A、非连续式施工胶塞组合：下胶塞（碰压）、重力塞、关闭塞；下胶塞（不碰压或旁通塞）、中胶塞、关闭塞；中胶塞（或重力塞）、关闭塞。,三、现场使用,B、连续式施工胶塞组合：下胶塞（不碰压或旁通塞）、中胶塞、关闭塞；中胶塞、关闭塞。,C、液压式施工胶塞组合：下胶塞（碰压开孔）、重力塞（开孔备用）、关闭塞；,冲洗管线、试压、装胶塞,注第一级隔离液、水泥浆,释放下胶塞,重力塞，憋压开孔，循环侯凝,注第二级前置液、水泥浆,检查回流，投重力塞，等待,释放关闭塞，注顶替液、憋压关孔,4、非连续式分级固井作业程序,三、现场使用,注后置液、顶替液，碰压,释放下胶塞（不碰压或旁通塞）,憋压开孔，循环侯凝,释放中胶塞，注顶替液,注后置液、顶替液，注意量,冲洗管线、试压、装胶塞,注第一级隔离液、水泥浆,注第二级前置液、水泥浆,释放关闭塞，注顶替液、憋压关孔,5、连续式分级固井作业程序,三、现场使用,释放下胶塞（不碰压或旁通塞）,憋压开孔，循环，不侯凝,释放中胶塞，注顶替液,注后置液、顶替液，注意量,冲洗管线、试压、装胶塞,注第一级隔离液、水泥浆,注第二级前置液、水泥浆,释放关闭塞，注顶替液、憋压关孔,6、液压式分级固井作业程序,三、现场使用,释放下胶塞,憋压开孔，循环,憋压未开孔，投重力塞开孔，循环,注后置液、顶替液,胶塞组和下胶塞座等须与分级箍配套使用，且与工艺配套,一般用0.5M3水泥浆顶关孔塞，关孔后需稳压3-5分钟,第一级水泥浆若返至分级箍以上，稠化时间必须足够循环出多余水泥浆，液压式还需有投重力塞开孔时间,可在第一级注水泥浆前使用旁通塞，其隔离作用，但一般不