套管钻井技术介绍

收稿日期:2005210212作者简介:马认琦(19742),陕西眉县人,男,工程师,1996年大庆石油学院矿机专业毕业,现主要从事TESCO 顶驱的现场技术服务工作。

文章编号:100123482(2006)022*******TESCO 套管钻井技术马认琦,郭巧合,赵建刚(中原油田钻井工程技术研究院顶驱技术服务部,河南濮阳457001)摘要:套管钻井技术是一种节约钻井时间,降低井下事故发生的全新的钻井工艺技术。

套管钻井用油田常用的套管来代替钻杆,钻头和井底钻具组合接在电缆底部,由套管内送到井底并固定在套管底部;由于套管始终在井内且泥浆循环不间断,保证了井眼的完整性,减少了类似井壁脱落、坍塌等发生的可能;不用起下钻,减少了油气侵带来的井涌或井喷的危险事故发生。

关键词:套管钻井;顶部驱动装置;防喷器;井涌;井喷中图分类号:TE922101 文献标识码:ATESCO casing drilling technologyMA Ren 2qi ,GUO Qiao 2he ,ZHAO Jian 2gang(Z P EB D rilling Technolog y Research I nstitute T DS S ervice De partment ,Puy ang 457001,China )Abstract :Casing drilling is a new met hod for drilling wells t hat is aimed at reducing bot h drilling time and t he incidence of unscheduled drilling event s.Wit h casing drilling ,t he well is not drilled wit h drill pipe ;in 2stead ,it is drilled wit h standard oilfield casing t hat remains in t he hole.Drill bit s and ot her downhole tools are lowered on wireline inside t he casing and latched to t he bottom joint of casing.Since t he casing remains in t he well and circulation is maintained at all times ,wellbore integrity is p reserved ,reducing t he likeli 2hood of certain problems associated wit h unscheduled event s such as sloughing formations and washout s.Since drill pipe is not being t ripped ,t he risk of swabbing oil or gas into a well causing a kick or blowout is reduced.K ey w ords :casing drilling ;top drive system ;BOP ;kick ;blowout 套管钻井是用套管来代替钻杆钻井,是一种钻进与下套管同时进行的全新的钻井工艺技术。

经济研究导刊ECONOMIC RESEARCH GUIDE总第125期2011年第15期Serial No .125No .15，2011一、概述套管钻井（Casing Drilling Technology ）是一种全新的钻井工艺技术，被誉为是21世纪的前沿钻井技术之一[1]。

套管钻井技术是指在钻进过程中，直接采用套管（取代传统的钻杆）向下传递机械能量和水力能量，井下钻具组合接在套管柱下面，边钻进边下套管，完钻后作钻柱用的套管留在井内作完井用。

套管钻井技术将钻进和下套管合并成一个作业过程，钻头和井下工具的起下在套管内进行，不再需要常规的起下钻作业。

套管钻井技术可以应用于各种直井、定向井、水半井和开窗侧钻井中，钻井过程中还可以进行取心作业。

套管钻井可以极大地降低钻井成本，加快完井速度，钻井时间比常规井快30%[2]，可大大减少常规钻井工艺存在的事故隐患。

二、国内外套管钻井技术发展概况及今后的发展方向1.国外套管钻井技术发展概况。

加拿大TESCO 公司自1995年起开始套管钻井技术研究[3]，液压技术是TESCO 公司的专长，在其套管钻井技术中得到了充分的体现。

该公司已经研制开发了一种全液压套管钻井车载钻机及一套颇具特色的配套设备，分为地面设备和井下工具两部分。

为了保证井下钻具组合的安全起下，TESCO 公司研制出了由钢丝绳防喷器、分体式天车、分体式游车、钢丝绳绞车等组成的地面专用设备。

其关键的井下钻具组合系统由三部分组成：一是起下工具；二是井底钻具组合；三是座底套管。

1998年6月TESCO 公司进行了首口套管钻井试验井，钻成了一个定向井眼和侧钻井眼。

在另外一口试验井中，该公司用套管钻井技术钻成了一个水平井眼和一个S 型井眼，并实现了分别用Φ229.2mm 、Φ193.7mm 、Φ177.8mm 、Φ139.7mm 、Φ114.3mm 五种尺寸的套管钻进，证明了套管钻井的可行性。

在完成了研究开发阶段后，于1999年将该技术在钻井市场上推出，套管钻井进入工业应用阶段。

随着我国石油化工行业的不断发展，对于工程技术的需求也在不断提高。

为了满足市场需求，推动行业进步，石化工程施工领域不断涌现出一系列新技术。

以下是一些近年来在石化工程施工中应用较为广泛的新技术：一、多级射孔工艺多级射孔工艺是针对油气田开发过程中，为提高单井产量而研发的一项新技术。

该技术通过在油层中射出多个孔眼，实现油气资源的充分释放。

中石化江汉工程测录井公司近期发展了这一特色新技术，通过组建专业施工队伍，实现了多级射孔工艺的规模化发展。

目前，该技术已实现完全国产化，并获得多项国家专利和软件著作权，达到国际领先水平。

二、全过程套管钻井技术全过程套管钻井技术是一种将钻进与下套管作业二合一的钻井技术，可有效降低复杂事故发生概率，提高钻井施工安全系数。

中国石化胜利石油工程公司渤海钻井40619队成功采用该技术施工斜井，刷新了该技术施工的纪录。

该技术由高级专家吴仲华带领团队研发，成功研制了可钻式钻头和超级钻头，为我国老油田焕发新活力提供了有力支持。

三、水平井大规模缝网压裂技术针对川渝天然气基地深层致密砂岩气藏，中国石化勘探分公司创新形成了水平井大规模缝网压裂施工思路。

该技术实行“一段一策”技术管理，攻关形成了新的压裂技术，大幅提升了测试产能。

元坝气田作为全球首个超深高含硫生物礁大气田，累产气超300亿立方米，累计减排二氧化碳当量4000万吨。

该技术的成功应用，为保障我国能源安全提供了有力保障。

四、超深高温高效定向技术和超深大位移技术中国石化深地一号跃进3-3XC井在塔里木盆地获得油气突破，刷新了亚洲陆上最深井纪录。

该井采用超深高温高效定向技术和超深大位移技术，使钻头能在7200米深的地下准确找到油气，并实现水平井由短距离到长距离、由长周期到短周期的跨越。

这一技术的成功应用，为我国深层、超深层油气资源勘探开发提供了重要技术和装备储备。

五、工程设计与施工新技术郑州国际会展中心工程在设计、施工和管理等多方面采用了新工艺、新材料、新技术，攻克了许多难题。

钻井套管知识点总结钻井套管是一种用于石油和天然气勘探开采的重要工具，它通常由钢管和套管组成，用于在地下井里支撑井壁、保护钻头、防止油层塌陷和污染等作用。

本文将对钻井套管的结构、功能、材料、安装、检测和维护等方面进行总结。

一、结构钻井套管通常由多个套管段组成，每个套管段长度一般为9~13.5m（30~45ft），直径从2 7/8英寸到13 3/8英寸不等。

套管管壁厚度一般为6~11mm（0.24~0.43in），直径和壁厚取决于井深、井斜、地层特性和井内流体等因素。

二、功能1. 支撑井壁。

在井钻进程中，井壁会受到地层岩石的自重和地层压力的作用，容易发生塌陷和崩落，钻井套管的主要作用就是支撑井壁，防止井壁塌陷。

2. 保护钻头。

钻井套管可以保护钻头免受地层岩石和井内流体的侵蚀，延长钻头的使用寿命。

3. 隔离地层。

通过设置环空套管，可以隔离地下不同地层，防止油层压力过大、地层流体渗透和油层污染。

4. 完井。

在钻井完毕后，通过设置固井套管，可以进行油层压裂和水泥固井，保证油层渗透性和完整性。

三、材料钻井套管通常由碳钢、合金钢、耐腐蚀合金或钛合金等材料制成，选用材料必须具备良好的机械性能、耐腐蚀性能和耐磨损性能。

碳钢套管适用于一般钻井环境，合金钢套管适用于高压、大直径和高温的钻井环境，耐腐蚀合金和钛合金适用于腐蚀性地层和特殊工艺要求的钻井环境。

四、安装1. 套带接头。

套带接头是连接钻井套管和套管管柱的关键部件，用于传递扭矩和牵引力，使得套管能够顺利地下入井。

2. 下入井。

通过顶钩、悬吊器、下入管和冲击器等辅助工具，将套管管柱逐节下入井，直至达到设计深度。

3. 固定套管。

通过旋接、下压、扭矩检测和压力试验等操作，确保套管与钻井井壁、井口和井底的密封和牢固，从而达到预期的支撑和隔离效果。

五、检测1. 磁粉探伤。

通过在套管管壁表面喷洒磁粉，用磁粉探伤仪检测裂纹、毛刺和凹凸等表面缺陷，确保管壁质量。

2. 超声波检测。